一种LTCC高稳定度超宽带平衡式低噪声放大器的制作方法

文档序号:13515871阅读:262来源:国知局

本发明属于放大器技术领域,具体涉及一种ltcc高稳定度超宽带平衡式低噪声放大器。



背景技术:

放大器作为发射系统中的重要组成器件之一,其主要功能是将某一传输信号放大至满足远距离传输的条件的高功率电平。理想情况下的放大器能够无失真的无噪声增加的放大某一期望信号的电平,由此可见一个性能良好的放大器对通信系统有着不言而喻的作用。描述这种器件的性能指标包括输出增益、工作频率范围、线性度、幅频特性、效率、稳定性等。

相比于传统工艺技术,ltcc(低温共烧陶瓷)技术能够实现三维集成,其采用的低温共烧陶瓷材料同样具有导电率高,q值高,损耗小等优势。由于多层低温陶瓷共烧技术具有其特有的无源器件内埋技术可以很好的加工出小型化,紧密型好,轻量化,损耗小的微波无源器件。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种ltcc高稳定度超宽带平衡式低噪声放大器,放大器采用ltcc(低温共烧陶瓷)三维集成技术实现,具有工作频带宽、稳定度高、功率容限高、电性能良好等优点。

实现本发明目的的技术方案是:一种ltcc高稳定度超宽带平衡式低噪声放大器,包括耦合器a、耦合器b以及两个外部贴片低噪放lna模块。其中耦合器由五节对称结构的宽边折叠耦合线与三节对称结构的宽边折叠耦合线级联而成,其耦合线节为四分之一波长长度。

该ltcc高稳定度超宽带平衡式低噪声放大器从上往下共有九个部分,第一个部分为第三接地层gnd3,第二个部分中上半部分上层五段耦合线与上半部分下层五段耦合线垂直放置,第三个部分为第四接地层gnd4,第四个部分中上半部分上层三段耦合线与上半部分下层三段耦合线垂直放置,第五个部分为第五接地层gnd5第六个部分中下半部分上层三段耦合线与下半部分下层三段耦合线垂直放置,第七个部分为第六接地层gnd6,第八个部分中下半部分上层五段耦合线与下半部分下层五段耦合线垂直放置,第九个部分为第七接地层gnd7。50欧姆特征阻抗的输入端口pin与50欧姆特征阻抗的输出端口pout分别位于封装表面的左右两侧。上半部分上层第一段耦合线l1a一端通过上半部分上层第一连接柱h1a连接上半部分上层第二段耦合线l2a一端,连接上半部分上层第二段耦合线l2a另一端通过上半部分上层第二连接柱h2a连接上半部分上层第三段耦合线l3a一端,上半部分上层第三段耦合线l3a另一端通过上半部分上层第三连接柱h3a连接上半部分上层第四段耦合线l4a一端,上半部分上层第四段耦合线l4a另一端通过上半部分上层第四连接柱h4a连接上半部分上层第五段耦合线l5a一端。上半部分下层第一段耦合线l1b一端通过上半部分下层第一连接柱h1b连接上半部分下层第二段耦合线l2b一端,连接上半部分下层第二段耦合线l2b另一端通过上半部分下层第二连接柱h2b连接上半部分下层第三段耦合线l3b一端,上半部分下层第三段耦合线l3b另一端通过上半部分下层第三连接柱h3b连接上半部分下层第四段耦合线l4b一端,上半部分下层第四段耦合线l4b另一端通过上半部分下层第四连接柱h4b连接上半部分下层第五段耦合线l5b一端。下半部分下层第一段耦合线l1c一端通过下半部分下层第一连接柱h1c连接下半部分下层第二段耦合线l2c一端,连接下半部分下层第二段耦合线l2c另一端通过下半部分下层第二连接柱h2c连接下半部分下层第三段耦合线l3c一端,下半部分下层第三段耦合线l3c另一端通过下半部分下层第三连接柱h3c连接下半部分下层第四段耦合线l4c一端,下半部分下层第四段耦合线l4c另一端通过下半部分下层第四连接柱h4c连接下半部分下层第五段耦合线l5c一端。下半部分上层第一段耦合线l1d一端通过下半部分上层第一连接柱h1d连接下半部分上层第二段耦合线l2d一端,连接下半部分上层第二段耦合线l2d另一端通过下半部分上层第二连接柱h2d连接下半部分上层第三段耦合线l3d一端,下半部分上层第三段耦合线l3d另一端通过下半部分上层第三连接柱h3d连接下半部分上层第四段耦合线l4d一端,下半部分上层第四段耦合线l4d另一端通过下半部分上层第四连接柱h4d连接下半部分上层第五段耦合线l5d一端。上半部分上层第一段耦合线l1a另一端通过上半部分上层第五连接柱h5a连接上半部分上层第六段耦合线l6a另一端。上半部分下层第五段耦合线l5b另一端通过上半部分下层第五连接柱h5b连接上半部分下层第八段耦合线l8b另一端。下半部分下层第一段耦合线l1c另一端通过下半部分下层第五连接柱h5c连接下半部分下层第六段耦合线l6c另一端。下半部分上层第五段耦合线l5d另一端通过下半部分上层第五连接柱h5d连接下半部分上层第八段耦合线l8d另一端。上半部分下层第一段耦合线l1b另一端与50欧姆特征阻抗的输入端口pin相连,下半部分上层第一段耦合线l1d另一端与50欧姆特征阻抗的输出端口pout相连。上半部分下层第六段耦合线l6b另一端通过第一表贴低噪放模块lna1与下半部分下层第八段耦合线l8c另一端相连,上半部分上层第八段耦合线l8a另一端通过第二表贴低噪放模块lna2与下半部分上层第六段耦合线l6d另一端相连。下半部分下层第五段耦合线l5c通过第一贴片电阻r1与第一接地层gnd1相连。上半部分上层第五段耦合线l5a通过第二贴片电阻r2与第二接地层gnd2相连。第一接地层gnd1与第二接地层gnd2与第三接地层gnd3与第四接地层gnd4与第五接地层gnd5与第六接地层gnd6与第七接地层gnd7相连,第二接地层gnd2与第一接地层gnd1分别包裹在封装表面的前后两侧。

与传统常规技术相比,本发明采用ltcc(低温共烧陶瓷)技术实现三维立体集成,具有工作频带宽、稳定度高、功率容限高、电性能良好、匹配优良、调节简单、可大批量生产等优点。

附图说明

图1(a)是本发明一种ltcc高稳定度超宽带平衡式低噪声放大器的结构示意图,图1(b)是本发明一种ltcc高稳定度超宽带平衡式低噪声放大器的俯视图,图1(c)是本发明一种ltcc高稳定度超宽带平衡式低噪声放大器的正视图,图1(d)是本发明一种ltcc高稳定度超宽带平衡式低噪声放大器的正视图上半部分,图1(e)是本发明一种ltcc高稳定度超宽带平衡式低噪声放大器的正视图下半部分。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

结合图1(a)、(b),一种ltcc高稳定度超宽带平衡式低噪声放大器,包括50欧姆特征阻抗的输入端口pin、50欧姆特征阻抗的输出端口pout、第一接地层gnd1、第二接地层gnd2、第三接地层gnd3、第四接地层gnd4、第五接地层gnd5、第六接地层gnd6、第七接地层gnd7、第一贴片电阻r1、第二贴片电阻r2、第一表贴低噪放模块lna1、第二表贴低噪放模块lna2、上半部分上层第一段耦合线l1a、上半部分上层第一连接柱h1a、上半部分上层第二段耦合线l2a、上半部分上层第二连接柱h2a、上半部分上层第三段耦合线l3a、上半部分上层第三连接柱h3a、上半部分上层第四段耦合线l4a、上半部分上层第四连接柱h4a、上半部分上层第五段耦合线l5a、上半部分上层第五连接柱h5a、上半部分下层第一段耦合线l1b、上半部分下层第一连接柱h1b、上半部分下层第二段耦合线l2b、上半部分下层第二连接柱h2b、上半部分下层第三段耦合线l3b、上半部分下层第三连接柱h3b、上半部分下层第四段耦合线l4b、上半部分下层第四连接柱h4b、上半部分下层第五段耦合线l5b、上半部分下层第五连接柱h5b、上半部分上层第六段耦合线l6a、上半部分上层第六连接柱h6a、上半部分上层第七段耦合线l7a、上半部分上层第七连接柱h7a、上半部分上层第八段耦合线l8a、上半部分下层第六段耦合线l6b、上半部分下层第六连接柱h6b、上半部分下层第七段耦合线l7b、上半部分下层第七连接柱h7b、上半部分下层第八段耦合线l8b、下半部分下层第一段耦合线l1c、下半部分下层第一连接柱h1c、下半部分下层第二段耦合线l2c、下半部分下层第二连接柱h2c、下半部分下层第三段耦合线l3c、下半部分下层第三连接柱h3c、下半部分下层第四段耦合线l4c、下半部分下层第四连接柱h4c、下半部分下层第五段耦合线l5c、下半部分下层第五连接柱h5c、下半部分上层第一段耦合线l1d、下半部分上层第一连接柱h1d、下半部分上层第二段耦合线l2d、下半部分上层第二连接柱h2d、下半部分上层第三段耦合线l3d、下半部分上层第三连接柱h3d、下半部分上层第四段耦合线l4d、下半部分上层第四连接柱h4d、下半部分上层第五段耦合线l5d、下半部分上层第五连接柱h5d、下半部分下层第六段耦合线l6c、下半部分下层第六连接柱h6c、下半部分下层第七段耦合线l7c、下半部分下层第七连接柱h7c、下半部分下层第八段耦合线l8c、下半部分上层第六段耦合线l6d、下半部分上层第六连接柱h6d、下半部分上层第七段耦合线l7d、下半部分上层第七连接柱h7d、下半部分上层第八段耦合线l8d。

结合图1(a)、(b),该ltcc高稳定度超宽带平衡式低噪声放大器从上往下共有九个部分,第一个部分为第三接地层gnd3,第二个部分中上半部分上层五段耦合线与上半部分下层五段耦合线垂直放置,第三个部分为第四接地层gnd4,第四个部分中上半部分上层三段耦合线与上半部分下层三段耦合线垂直放置,第五个部分为第五接地层gnd5第六个部分中下半部分上层三段耦合线与下半部分下层三段耦合线垂直放置,第七个部分为第六接地层gnd6,第八个部分中下半部分上层五段耦合线与下半部分下层五段耦合线垂直放置,第九个部分为第七接地层gnd7。50欧姆特征阻抗的输入端口pin与50欧姆特征阻抗的输出端口pout分别位于封装表面的左右两侧。上半部分上层第一段耦合线l1a一端通过上半部分上层第一连接柱h1a连接上半部分上层第二段耦合线l2a一端,连接上半部分上层第二段耦合线l2a另一端通过上半部分上层第二连接柱h2a连接上半部分上层第三段耦合线l3a一端,上半部分上层第三段耦合线l3a另一端通过上半部分上层第三连接柱h3a连接上半部分上层第四段耦合线l4a一端,上半部分上层第四段耦合线l4a另一端通过上半部分上层第四连接柱h4a连接上半部分上层第五段耦合线l5a一端。上半部分下层第一段耦合线l1b一端通过上半部分下层第一连接柱h1b连接上半部分下层第二段耦合线l2b一端,连接上半部分下层第二段耦合线l2b另一端通过上半部分下层第二连接柱h2b连接上半部分下层第三段耦合线l3b一端,上半部分下层第三段耦合线l3b另一端通过上半部分下层第三连接柱h3b连接上半部分下层第四段耦合线l4b一端,上半部分下层第四段耦合线l4b另一端通过上半部分下层第四连接柱h4b连接上半部分下层第五段耦合线l5b一端。下半部分下层第一段耦合线l1c一端通过下半部分下层第一连接柱h1c连接下半部分下层第二段耦合线l2c一端,连接下半部分下层第二段耦合线l2c另一端通过下半部分下层第二连接柱h2c连接下半部分下层第三段耦合线l3c一端,下半部分下层第三段耦合线l3c另一端通过下半部分下层第三连接柱h3c连接下半部分下层第四段耦合线l4c一端,下半部分下层第四段耦合线l4c另一端通过下半部分下层第四连接柱h4c连接下半部分下层第五段耦合线l5c一端。下半部分上层第一段耦合线l1d一端通过下半部分上层第一连接柱h1d连接下半部分上层第二段耦合线l2d一端,连接下半部分上层第二段耦合线l2d另一端通过下半部分上层第二连接柱h2d连接下半部分上层第三段耦合线l3d一端,下半部分上层第三段耦合线l3d另一端通过下半部分上层第三连接柱h3d连接下半部分上层第四段耦合线l4d一端,下半部分上层第四段耦合线l4d另一端通过下半部分上层第四连接柱h4d连接下半部分上层第五段耦合线l5d一端。上半部分上层第一段耦合线l1a另一端通过上半部分上层第五连接柱h5a连接上半部分上层第六段耦合线l6a另一端。上半部分下层第五段耦合线l5b另一端通过上半部分下层第五连接柱h5b连接上半部分下层第八段耦合线l8b另一端。下半部分下层第一段耦合线l1c另一端通过下半部分下层第五连接柱h5c连接下半部分下层第六段耦合线l6c另一端。下半部分上层第五段耦合线l5d另一端通过下半部分上层第五连接柱h5d连接下半部分上层第八段耦合线l8d另一端。上半部分下层第一段耦合线l1b另一端与50欧姆特征阻抗的输入端口pin相连,下半部分上层第一段耦合线l1d另一端与50欧姆特征阻抗的输出端口pout相连。上半部分下层第六段耦合线l6b另一端通过第一表贴低噪放模块lna1与下半部分下层第八段耦合线l8c另一端相连,上半部分上层第八段耦合线l8a另一端通过第二表贴低噪放模块lna2与下半部分上层第六段耦合线l6d另一端相连。下半部分下层第五段耦合线l5c通过第一贴片电阻r1与第一接地层gnd1相连。上半部分上层第五段耦合线l5a通过第二贴片电阻r2与第二接地层gnd2相连。第一接地层gnd1与第二接地层gnd2与第三接地层gnd3与第四接地层gnd4与第五接地层gnd5与第六接地层gnd6与第七接地层gnd7相连,第二接地层gnd2与第一接地层gnd1分别包裹在封装表面的前后两侧。

结合图1(a)、(b),所述包括50欧姆特征阻抗的输入端口pin、50欧姆特征阻抗的输出端口pout、第一接地层gnd1、第二接地层gnd2、第三接地层gnd3、第四接地层gnd4、第五接地层gnd5、第六接地层gnd6、第七接地层gnd7、第一贴片电阻r1、第二贴片电阻r2、第一表贴低噪放模块lna1、第二表贴低噪放模块lna2、上半部分上层第一段耦合线l1a、上半部分上层第一连接柱h1a、上半部分上层第二段耦合线l2a、上半部分上层第二连接柱h2a、上半部分上层第三段耦合线l3a、上半部分上层第三连接柱h3a、上半部分上层第四段耦合线l4a、上半部分上层第四连接柱h4a、上半部分上层第五段耦合线l5a、上半部分上层第五连接柱h5a、上半部分下层第一段耦合线l1b、上半部分下层第一连接柱h1b、上半部分下层第二段耦合线l2b、上半部分下层第二连接柱h2b、上半部分下层第三段耦合线l3b、上半部分下层第三连接柱h3b、上半部分下层第四段耦合线l4b、上半部分下层第四连接柱h4b、上半部分下层第五段耦合线l5b、上半部分下层第五连接柱h5b、上半部分上层第六段耦合线l6a、上半部分上层第六连接柱h6a、上半部分上层第七段耦合线l7a、上半部分上层第七连接柱h7a、上半部分上层第八段耦合线l8a、上半部分下层第六段耦合线l6b、上半部分下层第六连接柱h6b、上半部分下层第七段耦合线l7b、上半部分下层第七连接柱h7b、上半部分下层第八段耦合线l8b、下半部分下层第一段耦合线l1c、下半部分下层第一连接柱h1c、下半部分下层第二段耦合线l2c、下半部分下层第二连接柱h2c、下半部分下层第三段耦合线l3c、下半部分下层第三连接柱h3c、下半部分下层第四段耦合线l4c、下半部分下层第四连接柱h4c、下半部分下层第五段耦合线l5c、下半部分下层第五连接柱h5c、下半部分上层第一段耦合线l1d、下半部分上层第一连接柱h1d、下半部分上层第二段耦合线l2d、下半部分上层第二连接柱h2d、下半部分上层第三段耦合线l3d、下半部分上层第三连接柱h3d、下半部分上层第四段耦合线l4d、下半部分上层第四连接柱h4d、下半部分上层第五段耦合线l5d、下半部分上层第五连接柱h5d、下半部分下层第六段耦合线l6c、下半部分下层第六连接柱h6c、下半部分下层第七段耦合线l7c、下半部分下层第七连接柱h7c、下半部分下层第八段耦合线l8c、下半部分上层第六段耦合线l6d、下半部分上层第六连接柱h6d、下半部分上层第七段耦合线l7d、下半部分上层第七连接柱h7d、下半部分上层第八段耦合线l8d均采用ltcc低温共烧陶瓷技术实现。外部贴片低噪放lna模块为wfd020080-l45型芯片,是一个性能良好的2级宽带单片低噪放mmic,外贴于封装表面。第一贴片电阻r1与第一表贴低噪放模块lna1表贴于封装表面左侧,第二贴片电阻r2与第二表贴低噪放模块lna2表贴于封装表面右侧。

一种ltcc高稳定度超宽带平衡式低噪声放大器,采用ltcc(低温共烧陶瓷工艺技术实现三维立体集成,因此具有高封装密度、高可靠性、高成品率、低成本、轻量化等优点。

本发明一种ltcc高稳定度超宽带平衡式低噪声放大器的尺寸为9.2mm×4.5mm×4.5mm,工作频率为2ghz~8ghz。

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