专利名称：一种ltcc宽阻带带通滤波器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种LTCC宽阻带带通滤波器，属微波滤波器件技术领域。
背景技术：
为了能在器件小型化的同时降低其损耗，获得更高的品质因素，就需要新的材料 和技术。在众多的微波介质材料中，低温共烧陶瓷(LTCC)因为具备高耐湿性、高耐温性、高 热传导率、低介质损耗以及高电导率材料的使用和制造工艺简单、成本低廉等优点、使其在 高频中的应用越来越广泛。改善滤波器的阻带特性，常用的方法是增加滤波器的级数。增加滤波器级数虽然 可以改善滤波器的边带特性，使滤波器的阻带变得更加陡峭。但在特性改善的同时，一方面 滤波器的体积增大，另一方面滤波器的损耗也增加。为了使滤波器的特性提高的同时又不 增加滤波器的体积和损耗，采用具有相同基波频率但不同谐波的谐振器相互耦合，在基波 频率点产生需要的通带带宽，谐波处的寄生通带同时得到抑制。该方法在不增加滤波器级 数的前提下，能有效提高滤波器的特性。
发明内容
本发明的目的是，为了改善滤波器的阻带特性而又不增加滤波器的体积和损耗， 采用较为简单的方法来实现高性能的微波滤波器。本发明的技术方案是，本发明提出一种新型基于LTCC技术的带通滤波器结构，通 过嵌入到不同层的介质板中交错排列的谐振器，在谐振器间引入交叉耦合，产生传输零点， 并通过不同频率的第二谐振峰耦合，提高了滤波器的阻带特性。本发明宽阻带带通滤波器由三个位于不同层上的不同形状的1/4波长短路阶梯 阻抗谐振器组成，三个谐振器交错分布在LTCC基片之中，三个谐振器均在相邻层上加载短 路的阶梯阻抗谐振器和电容贴片；三个谐振器的基频相同，而它们的二次谐波及高次谐波 频率各不相同。本发明宽阻带带通滤波器三个谐振器的基频耦合产生滤波器的通带；第一和第三 谐振器之间的交叉耦合产生传输零点；三个谐振器的二次谐波频率及高次谐波频率均不相 同，从而实现很宽的阻带特性。这是因为谐振器高次谐波不同而造成的对寄生通带的抑制， 交叉耦合产生传输零点对寄生通带的影响，加上LTCC中复杂的结构对通带的抑制，如谐振 器的附加贴片在全波仿真中会产生传输零点，抑制寄生通带的产生，另外，短路线比开路线 形式能产生更高频率的高次谐波。本发明中三个谐振器交错分布在LTCC基片之中；谐振器排列充分利用了 LTCC的 结构特点，三个谐振器分别位于不同的电路层上，实现交错分布，减小了电路的体积；此外 本发明中所用的四分之一波长谐振器形状不同，具有相同的基频而高次谐波频率各不相 同，有效地抑制了滤波器的寄生通带，改善了滤波器的阻带特性。本发明与现有技术比较的有益效果是本发明充分利用了 LTCC结构的特点，谐振器采用1/4波长加载电容片的方法减少了谐振器的体积，谐振器之间交错排列使滤波器结 构更加紧凑，第一、三谐振器的交叉耦合产生的传输零点提高了滤波器的传输特性；三个谐 振器的第二谐振峰不同，使得滤波器在第二谐振点未达到需要的耦合量，因此高次谐波受 到抑制，滤波器的阻带特性得到改善。本发明适用于微波滤波电路。
图1是三级LTCC滤波器的结构图；图2是LTCC阶梯谐振器的结构图；图中1和2分别是LTCC电路顶部金属屏蔽层和底部金属屏蔽层；3和4分别是 特性阻抗为50欧姆的输入端口和输出端口；5，5'和7，7'构成另外两组谐振器单元；6和 6'分别是阶梯阻抗传输线和短路电容片，他们共同构成一个完整的谐振器单元。
具体实施例方式本发明实施例LTCC宽阻带带通滤波器如图1所示，由三个谐振器交错嵌入到LTCC 基板之中，构成一个三级带通滤波器，三个谐振器分别为I (5，5，)、II (6，6，)、III (7，7，)， 三个谐振器基频都在2. 45GHz处，由于谐振器的结构不同，分别将一次谐波设置在8. 3GHz, 10. 2GHz，11. 9GHz处，从而寄生通带得到抑制。第一寄生频率处的传输损耗在_18dB以下。 如图2所示为LTCC阶梯谐振器II (6,6')的结构示意图。信号由输入端口 3输入，由抽头形式耦合到谐振器I (5，5’)，后由谐振器I耦合 到谐振器II (6，6’)，然后再由谐振器II耦合到谐振器III (7，7’)，最后通过抽头4输出。由 于三个谐振器具有相同的基波频率，因此信号可以从基波产生的通带中输出，同时谐振器 I，II和III的谐波由于在不同频率点，带通滤波器通带的寄生通带得到抑制。与此同时，谐 振器I和III由于相对位置比较接近，两者形成了交叉耦合3. 64GHz处产生了传输零点，进 一步的提高了滤波器的传输特性。在实例中设计了中心频率在2. 45GHz带宽5. 6%的带通 滤波器，通带后超过-18dB的阻带宽度为2. 8GHz-18GHz，阻带宽度达到通带中心频率的7倍 以上。这种LTCC滤波器的设计由于充分利用了 LTCC的电路结构特点，谐振器和电容片直 接接到两侧边的接地形式减少了谐振器的体积，三个谐振器之间的交错排列进一步减少了 滤波器的体积。
权利要求
1.一种LTCC宽阻带带通滤波器，其特征是，所述滤波器由三个位于不同层上的不同形 状的1/4波长短路阶梯阻抗谐振器组成，三个谐振器交错分布在LTCC基片之中，三个谐振 器均在相邻层上加载短路的阶梯阻抗谐振器和电容贴片；三个谐振器的基频相同，而它们 的二次谐波及高次谐波频率各不相同。
2.根据权利要求1所述的一种LTCC宽阻带带通滤波器，其特征是，所述三个谐振器的 基频耦合产生滤波器的通带；第一和第三谐振器之间的交叉耦合产生传输零点；三个谐振 器的二次谐波频率及高次谐波频率均不相同，从而实现很宽的阻带特性。
全文摘要
一种LTCC宽阻带带通滤波器，该滤波器由三个位于不同层上的不同形状的1/4波长短路阶梯阻抗谐振器组成，三个谐振器交错分布在LTCC基片之中，三个谐振器均在相邻层上加载短路的阶梯阻抗谐振器和电容贴片组合而成；三个谐振器的基频相同，而它们的二次谐波及高次谐波频率各不相同。本发明中的谐振器排列充分利用了LTCC的结构特点，三个谐振器分别位于不同的电路层上，实现交错分布，减小了电路的体积；此外本发明，所用的四分之一波长谐振器形状不同，具有相同的基频而高次谐波频率各不相同，有效地抑制了滤波器的寄生通带，改善了滤波器的阻带特性。本发明适用于微波滤波电路。
文档编号H01P1/20GK102064368SQ201010252029
公开日2011年5月18日 申请日期2010年8月12日 优先权日2010年8月12日
发明者刘海文, 官雪辉, 江山 申请人:华东交通大学