低温共烧陶瓷双工器及通信设备的制作方法

1.本技术属于通信技术领域，尤其涉及一种低温共烧陶瓷双工器及通信设备。


背景技术：

2.目前，许多通信设备往往需要传输多种信号，有时甚至还需要双向传输信号。例如，最初的wifi传输技术(802.11n)，就要求能同时运行2.4ghz和5ghz双频段，最新的wifi传输技术(802.11ac)还要求工作在5.8ghz频段，用于中短距离无线通信。目前主流的wifi芯片均已支持双频运行，即同时覆盖2.4ghz和5ghz两大频段，同时还需要在天线端与wifi芯片端设置能将这两个双频信号分离开来的双工器。
3.但是，传统的双工器一般需要采用两个滤波器分别实现两个频段信号的滤波作用，整个双工器尺寸较大，不适合当前设备集成化、小型化的发展趋势。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供一种低温共烧陶瓷双工器及通信设备，旨在解决传统双工器尺寸较大的问题。
5.为了实现上述目的，第一方面，本技术实施例提供了一种低温共烧陶瓷双工器，包括陶瓷基体、内电极和端电极，所述内电极包括低通滤波单元和带通滤波单元，所述端电极包括总输入端、低通输出端和带通输出端；
6.所述内电极安装在所述陶瓷基体的内部，所述端电极安装在所述陶瓷基体的外侧，所述内电极与所述端电极电连接；所述内电极包括单层或者多层立体导电结构；
7.所述低通滤波单元的输入端和所述带通滤波单元的输入端均与所述总输入端电连接，所述低通滤波单元的输出端与所述低通输出端电连接，所述带通滤波单元的输出端与所述带通输出端电连接。
8.在第一方面的另一种可能的实施方式中，所述低通滤波单元包括第一电感、第二电感、第一电容和第二电容；所述端电极还包括第一接地端；
9.所述第一电感的一端与所述总输入端电连接，所述第一电感的另一端与所述第二电感的一端、所述第一电容的一端和所述第二电容的一端电连接，所述第一电容的另一端与所述第一接地端电连接，所述第二电感的另一端和所述第二电容的另一端均与所述低通输出端电连接。
10.在第一方面的另一种可能的实施方式中，所述低通滤波单元还包括第九电容，所述第九电容为所述第一电感自身耦合出的电容；
11.所述第九电容的两端分别与所述第一电感的两端电连接。
12.在第一方面的另一种可能的实施方式中，所述带通滤波单元包括第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第三电感、第四电感和第五电感；所述端电极还包括第二接地端和第三接地端；
13.所述第三电容的一端与所述总输入端电连接，所述第三电容的另一端分别与所述
第四电容的一端和所述第七电容的一端电连接，所述第七电容的另一端与所述第四电感的一端电连接，所述第四电感的另一端与所述第二接地端电连接；所述第四电容的另一端分别与所述第五电容的一端和所述第八电容的一端电连接，所述第八电容的另一端与所述第五电感的一端电连接，所述第五电感的另一端与所述第三接地端电连接；所述第五电容的另一端分别与所述第三电感的一端和所述第六电容的一端电连接，所述第三电感的另一端和所述第六电容的另一端均与所述带通输出端电连接。
14.在第一方面的另一种可能的实施方式中，所述端电极还包括金属板，所述金属板设置在所述陶瓷基板的内侧；
15.所述金属板分别与所述第一接地端、所述第二接地端和所述第三接地端电连接。
16.在第一方面的另一种可能的实施方式中，所述第一电感、所述第二电感、所述第三电感、所述第四电感和所述第五电感均为螺旋电感。
17.在第一方面的一种可能的实施方式中，所述第一电容、所述第六电容和所述第七电容均为单层电容。
18.在第一方面的另一种可能的实施方式中，所述第二电容、所述第三电容、所述第四电容、所述第五电容和所述第八电容均为垂直交指型电容。
19.在第一方面的另一种可能的实施方式中，所述端电极包括依次层叠的银层、镍层和锡层，所述银层靠近所述内电极，所述锡层远离所述内电极。
20.第二方面，本技术实施例提供了一种通信设备。
21.本技术实施例与现有技术相比存在的有益效果是：上述的低温共烧陶瓷双工器，将低通滤波单元和带通滤波单元内的多个元器件均采用低温共烧陶瓷中的立体导电结构替代，从而相比于传统平铺设置的双工器，结构紧凑，有效缩小尺寸，适合当前设备集成化、小型化的发展趋势。
附图说明
22.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本技术实施例提供的低温共烧陶瓷双工器的结构示意图；
24.图2为本技术实施例提供的低温共烧陶瓷双工器的电路图；
25.图3为本技术实施例提供的低温共烧陶瓷双工器的外形图；
26.图4为本技术实施例提供的低温共烧陶瓷双工器的透视图；
27.图5为本技术实施例提供的低温共烧陶瓷双工器的插入损耗曲线图；
28.图6为本技术实施例提供的低温共烧陶瓷双工器的回波损耗曲线图。
29.附图标记说明：
30.1-陶瓷基体，11-安装标志，2-低通滤波单元，3-带通滤波单元，4-总输入端，5-低通输出端，6-带通输出端，7-第一接地端，8-第二接地端，9-第三接地端。
具体实施方式
31.为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
32.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
33.双工器是一种同时具有发射通道滤波器和接收通道滤波器的器件。双工器作为无线信号通讯系统的核心器件，能够实现对两个异频信号的合路或者对单个宽频信号的两路频段实现分割，是通信系统接收端与发射端同时运作的关键器件。传统双工器一般采用两个滤波器分别实现两个频段信号的滤波作用，整个双工器尺寸较大，不适合当前设备集成化、小型化的发展趋势。
34.为此，本技术提供一种低温共烧陶瓷双工器，将低通滤波单元和带通滤波单元内的多个元器件均采用低温共烧陶瓷中的立体导电结构替代，从而相比于传统平铺设置元器件的双工器，结构更加紧凑，有效缩小尺寸，适合当前设备集成化、小型化的发展趋势。
35.其中，低温共烧陶瓷(low temperature cofired ceramic，ltcc)，就是将低温烧结陶瓷粉制成厚度精确且致密的生瓷带，作为电路基板材料，在生瓷带上利用激光打孔、微孔注浆、精密导体浆料印刷等工艺制出所需要的电路图形，并将多个无源元件埋入其中，然后叠压在一起，再900℃烧结，制成三维电路网络的无源集成组件。
36.下面结合附图，对本技术提供的低温共烧陶瓷双工器，进行实例性的说明。
37.图1为本技术实施例提供的低温共烧陶瓷双工器的结构示意图，如图1所示，示例性地，一种低温共烧陶瓷双工器100，包括陶瓷基体1、内电极和端电极，内电极包括低通滤波单元2和带通滤波单元3，端电极包括总输入端4、低通输出端5和带通输出端6。
38.内电极安装在陶瓷基体1的内部，端电极安装在陶瓷基体1的外侧，内电极与端电极电连接；内电极包括单层或者多层立体导电结构。
39.低通滤波单元2的输入端和带通滤波单元3的输入端均与总输入端4电连接，低通滤波单元2的输出端与低通输出端5电连接，带通滤波单元3的输出端与带通输出端6电连接。
40.在应用中，陶瓷基体1作为载体，低通滤波单元2和带通滤波单元3内部的电子元器件均采用单层或者多层立体导电结构，从而将低通滤波单元2和带通滤波单元3内的单层或者多层立体导电结构嵌入陶瓷基体1内，将传统双工器平铺设置电子元器件的排布方式修改成立体结构的排布方式，紧凑穿插设置，从而有效缩小传统双工器的占用面积。端电极设置在陶瓷基体1外侧，用于接收外部信号，向外部传输信号以及接地。例如，当本技术的双工器接收到低频段的低频信号或者高频段的高频信号时，可以仅采用低通滤波单元2或者带通滤波单元3对低频信号或者高频信号进行滤波处理。当本技术的双工器接收到两个频段的信号时，通过低通滤波单元2对低频信号进行滤波处理，通过带通滤波单元3对高频信号进行滤波处理。从而通过本技术的双工器，能够同时对两个频段信号进行滤波处理，同时大大缩小传统双工器的体积，更适合未来设备集成化、小型化的发展趋势。其中，陶瓷基体1的
体积仅为1.6mm*0.8mm*0.6mm，相对介电常数为13.0，介质损耗tanα≤0.001。内电极的导体为银，每层银层厚度为0.01mm。
41.图2为本技术实施例提供的低温共烧陶瓷双工器的电路图，如图2所示，示例性地，低通滤波单元2包括第一电感l1、第二电感l2、第一电容c1和第二电容c2；端电极还包括第一接地端gnd1；第一电感l1的一端与总输入端4电连接，第一电感l1的另一端与第二电感l2的一端、第一电容c1的一端和第二电容c2的一端电连接，第一电容c1的另一端与第一接地端gnd1电连接，第二电感l2的另一端和第二电容c2的另一端均与低通输出端5电连接。
42.在应用中，通过第一电感l1、第二电感l2和第一电容c1组成低通滤波电路，从而实现对低频信号的滤波过程，通过第二电容c2形成低通滤波电路的第一零点。同时，用户还可以根据实际频段需求，更改第一电感l1、第二电感l2和第一电容c1的数值。
43.如图2所示，示例性地，低通滤波单元2还包括第九电容c9，第九电容为第一电感l1自身耦合出的电容；第九电容c9的两端分别与第一电感l1的两端电连接。同时，通过第九电容c9形成低通滤波电路的第二零点。
44.在应用中，第九电容c9为陶瓷基体1内第一电感l1自身耦合出的电容，当第九电容c9的容值不足时，也可以在第一电感l1两端重新连接电容。
45.如图2所示，示例性地，带通滤波单元3包括第三电容c3、第四电容c4、第五电容c5、第六电容c6、第七电容c7、第八电容c8、第三电感l3、第四电感l4和第五电感l5；端电极还包括第二接地端gnd2和第三接地端gnd3；
46.第三电容c3的一端与总输入端电连接，第三电容c3的另一端分别与第四电容c4的一端和第七电容c7的一端电连接，第七电容c7的另一端与第四电感l4的一端电连接，第四电感l4的另一端与第二接地端gnd2电连接；第四电容c4的另一端分别与第五电容c5的一端和第八电容c8的一端电连接，第八电容c8的另一端与第五电感l5的一端电连接，第五电感l5的另一端与第三接地端gnd3电连接；第五电容c5的另一端分别与第三电感l3的一端和第六电容c6的一端电连接，第三电感l3的另一端和第六电容c6的另一端均与带通输出端电连接。
47.在应用中，通过第三电容c3、第四电容c4、第四电感l4、第三电感l3和第八电容c8组成带通滤波电路，从而实现对高频信号的滤波过程。通过第五电感l5和第八电容c8形成带通滤波电路的第一零点，通过第四电感l4和第七电容c7形成带通滤波电路的第二零点。同时，用户还可以根据实际频段需求，更改第三电容c3、第四电容c4、第四电感l4、第三电感l3和第八电容c8的数值。
48.图3为本技术实施例提供的低温共烧陶瓷双工器的外形图。如图3所示，端电极包括总输入端4、低通输出端5、带通输出端6、第一接地端7(即gnd1)、第二接地端(即gnd2)和第三接地端(即gnd3)，均设置陶瓷基体1的外侧并与陶瓷基体1内侧的内电极电连接。另外，端电极包括依次层叠的银层、镍层和锡层，银层靠近内电极，镍层居中，锡层远离内电极。
49.在应用中，通过总输入端4接收外部多种频段的信号，通过低通输出端输出低通信号，通过高通输出端输出高通信号，通过三个接地端接地。同时通过端电极内侧的银层与内电极电连接，导电性能最佳，有效传输信号。
50.图4为本技术实施例提供的低温共烧陶瓷双工器的透视图。如图4所示，端电极还包括金属板c0，金属板c0设置在陶瓷基板1的内侧；金属板c0分别与第一接地端7、第二接地
端8和第三接地端9电连接。
51.在应用中，通过金属板c0将第一电容c1、第四电感l4和第五电感l5均接地。其中，金属板c0可以为平面。
52.如图4所示，低温共烧陶瓷双工器100还包括安装标志11，安装标志11设置在陶瓷基体1的一侧。
53.在应用中，通过安装标志11提醒安装人员低温共烧陶瓷双工器100的安装方向，避免安装错误。
54.如图4所示，第一电感l1、第二电感l2、第三电感l3、第四电感l4和第五电感l5均为螺旋电感。
55.在应用中，通过第一电感l1、第二电感l2、第三电感l3、第四电感l4和第五电感l5均为螺旋电感，从而实现电感的与其他电子器件连接以及实现自身电感功能的作用。
56.如图4所示，示例性地，第一电容c1、第六电容c6和第七电容c7均为单层电容。
57.在应用中，第一电容c1、第六电容c6和第七电容c7均为容量较小的单层电容，是根据低通滤波单元2和高通滤波单元3的实际需求决定的。
58.如图4所示，示例性地，第二电容c2、第三电容c3、第四电容c4、第五电容c5和第八电容c5均为垂直交指型电容。
59.在应用中，第二电容c2、第三电容c3、第四电容c4、第五电容c5和第八电容c5均为容量较大的垂直交指型电容(vertical interdigital capacitor，vic)，是根据低通滤波单元2和高通滤波单元3的实际需求决定的。
60.图5为本技术实施例提供的低温共烧陶瓷双工器的插入损耗曲线图。如图5所示，根据图5中的m1可知，低通滤波单元2的插入损耗≤0.6db@2400mhz～2500mhz，根据图中的m2和m3可知，低通滤波单元的高频阻带抑制达到≥18db@4800mhz～5000mhz，根据图中的m4和m5可知，低通滤波单元的高频阻带抑制达到≥18db@7200mhz～7500mhz。
61.根据图5中的m8和m9可知，高通滤波单元3的插入损耗≤1.4db@5100mhz～5900mhz，根据图5中的m10和m11可知，高通滤波单元3的低频阻带抑制达到≥≥20db@1800mhz～2500mhz，根据图5中的m12和m13可知，高通滤波单元3的低频阻带抑制达到≥20db@3700mhz～3900mhz；根据图5中的m14和m15可知，高通滤波单元3的高频阻带抑制达到≥10db@9800mhz～119000mhz，可以满足需要该种滤波作用的客户需求。
62.图6为本技术实施例提供的低温共烧陶瓷双工器的回波损耗曲线图。如图6所示，根据图6中的m1可知，低通滤波单元2的回波损耗≤0.6db@2400mhz～2500mhz，根据图6中的m9和m16可知，高通滤波单元3的回波损耗≤1.4db@5100mhz～5900mhz，可以满足需要该种滤波作用的客户需求。
63.示例性地，本技术实施例提供一种通信设备200，包括低温共烧陶瓷双工器100。
64.在应用中，将陶瓷基体1作为载体，低通滤波单元2和带通滤波单元3内部的电子元器件均采用单层或者多层立体导电结构，从而将低通滤波单元2和带通滤波单元3内的单层或者多层立体导电结构嵌入陶瓷基体1内，将传统双工器平铺设置电子元器件的排布方式修改成立体结构的排布方式，紧凑穿插设置，从而有效缩小传统双工器的占用面积，更适合当前设备集成化、小型化的发展趋势，广泛运用于移动通信设备及其基站、蓝牙模块、gps、无线局域网、汽车电子、wlan等领域，满足小型化、高可靠、高性能、贴片安装要求。
65.应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本技术实施例的实施过程构成任何限定。
66.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本技术的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述实施例中的对应过程，在此不再赘述。
67.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
68.本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本技术的范围。
69.在本技术所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的低温共烧陶瓷双工器，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的低温共烧陶瓷双工器实施例仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些多接口系统，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
70.作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
71.另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
72.以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本技术的保护范围之内。