新型帶狀線結(jié)構(gòu)的微波毫米波寬帶濾波器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種微型雙微波毫米波I/Q正交濾波器，包括定向耦合器和兩個帶狀線結(jié)構(gòu)的微波毫米波濾波器。定向耦合器包括表面貼裝的輸入/輸出接口和雙螺旋結(jié)構(gòu)的寬邊耦合帶狀線，兩個微波毫米波濾波器包括表面貼裝的輸出接口、以帶狀線結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的六級并聯(lián)諧振單元，上述結(jié)構(gòu)均采用多層低溫共燒陶瓷工藝技術(shù)實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明具有可產(chǎn)生正交相位、易調(diào)試、插損小、重量輕、體積小、可靠性高、電性能好、溫度穩(wěn)定性好、電性能批量一致性好、成本低、可大批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，適用于相應(yīng)毫米波頻段的通信、衛(wèi)星通信等對體積、電性能、溫度穩(wěn)定性和可靠性有苛刻要求的場合和相應(yīng)的系統(tǒng)中。
【專利說明】新型帶狀線結(jié)構(gòu)的微波毫米波寬帶濾波器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種濾波器，特別是一種新型帶狀線結(jié)構(gòu)的微波毫米波寬帶濾波器。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著移動通信、衛(wèi)星通信及國防電子系統(tǒng)的微型化的迅速發(fā)展，高性能、低成本和小型化已經(jīng)成為目前微波/射頻領(lǐng)域的發(fā)展方向，對微波濾波器的性能、尺寸、可靠性和成本均提出了更高的要求。在一些國防尖端設(shè)備中，現(xiàn)在的使用頻段已經(jīng)相當(dāng)擁擠，所以衛(wèi)星通信等尖端設(shè)備向著毫米波波段發(fā)展，所以微波毫米波波段濾波器已經(jīng)成為該波段接收和發(fā)射支路中的關(guān)鍵電子部件，描述這種部件性能的主要指標(biāo)有:通帶工作頻率范圍、阻帶頻率范圍、通帶插入損耗、阻帶衰減、通帶輸入/輸出電壓駐波比、插入相移和時延頻率特性、溫度穩(wěn)定性、體積、重量、可靠性等。
[0003]低溫共燒陶瓷是一種電子封裝技術(shù)，采用多層陶瓷技術(shù)，能夠?qū)o源元件內(nèi)置于介質(zhì)基板內(nèi)部，同時也可以將有源元件貼裝于基板表面制成無源/有源集成的功能模塊。LTCC技術(shù)在成本、集成封裝、布線線寬和線間距、低阻抗金屬化、設(shè)計(jì)多樣性和靈活性及高頻性能等方面都顯現(xiàn)出眾多優(yōu)點(diǎn)，已成為無源集成的主流技術(shù)。其具有高Q值，便于內(nèi)嵌無源器件，散熱性好，可靠性高，耐高溫，沖震等優(yōu)點(diǎn)，利用LTCC技術(shù)，可以很好的加工出尺寸小，精度高，緊密型好，損耗小的微波器件。由于LTCC技術(shù)具有三維立體集成優(yōu)勢，在微波頻段被廣泛用來制造各種微波無源元件，實(shí)現(xiàn)無源元件的高度集成。基于LTCC工藝的疊層技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)三維集成，從而使各種微型微波濾波器具有尺寸小、重量輕、性能優(yōu)、可靠性高、批量生產(chǎn)性能一致性好及低成本等諸多優(yōu)點(diǎn)，利用其三維集成結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)由帶狀線實(shí)現(xiàn)的新型結(jié)構(gòu)微波毫米波帶通濾波器。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種由帶狀線結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)體積小、重量輕、可靠性高、電性能優(yōu)異、結(jié)構(gòu)簡單、成品率高、批量一致性好、造價低、溫度性能穩(wěn)定的新結(jié)構(gòu)毫米波帶通濾波器。
[0005]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是:一種新型帶狀線結(jié)構(gòu)的微波毫米波寬帶濾波器，其特征在于:包括介質(zhì)基板、共面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的50歐姆阻抗輸入端口、輸入電感、第一級帶狀線、第一耦合帶狀線、第二級帶狀線、第二耦合帶狀線、第三級環(huán)帶狀線、第三耦合帶狀線、第四級帶狀線、輸出電感、接地柱、共面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的50歐姆阻抗輸出端口 ；各帶狀線均位于介質(zhì)基板內(nèi)的同一平面，其中輸入電感通過連接柱與共面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的50歐姆阻抗輸入端口連接，第一級帶狀線與輸入電感連接，第二級帶狀線與第一級帶狀線通過第一耦合帶狀線連接，第三級帶狀線與第二級帶狀線通過第二耦合帶狀線連接，第四級帶狀線與第三級帶狀線通過第三耦合帶狀線連接，第四級帶狀線與輸出電感連接，輸出電感通過連接柱與共面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的50歐姆阻抗輸出端口連接。接地柱一端分別與各級帶狀線連接，另一端接地。
[0006]與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于本發(fā)明采用低損耗低溫共燒陶瓷材料和三維立體集成，所帶來的顯著優(yōu)點(diǎn)是:(1)帶內(nèi)平坦、通帶內(nèi)插損低；(2)濾波器帶寬大；(3)體積小、重量輕、可靠性高；(4)電性能優(yōu)異；(5)電路實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡單，可實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)；(6)成本低；(7)使用安裝方便，可以使用全自動貼片機(jī)安裝和焊接。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明新型帶狀線結(jié)構(gòu)的微波毫米波寬帶濾波器的外形及內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖2是本發(fā)明新型帶狀線結(jié)構(gòu)的微波毫米波寬帶濾波器輸出端的幅頻特性曲線。
[0009]圖3是本發(fā)明新型帶狀線結(jié)構(gòu)的微波毫米波寬帶濾波器輸入輸出端口的駐波特性曲線。

【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0011]結(jié)合圖1，本發(fā)明一種新型帶狀線結(jié)構(gòu)的微波毫米波寬帶濾波器，該濾波器包括介質(zhì)基板M、共面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的50歐姆阻抗輸入端口 P1、輸入電感Lin、第一級帶狀線Tl、第一耦合帶狀線U1、第二級帶狀線T2、第二耦合帶狀線U2、第三級環(huán)帶狀線T3、第三耦合帶狀線U3、第四級帶狀線T4、輸出電感Lout、接地柱G、共面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的50歐姆阻抗輸出端口 P2 ；各帶狀線均位于介質(zhì)基板M內(nèi)的同一平面，其中輸入電感Lin通過連接柱LI與共面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的50歐姆阻抗輸入端口 Pl連接，第一級帶狀線Tl與輸入電感Lin連接,第二級帶狀線T2與第一級帶狀線Tl通過第一耦合帶狀線Ul連接，第三級帶狀線T3與第二級帶狀線T2通過第二耦合帶狀線U2連接，第四級帶狀線T4與第三級帶狀線T3通過第三耦合帶狀線U3連接，第四級帶狀線T4與輸出電感Lout連接,輸出電感Lout通過連接柱L2與共面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的50歐姆阻抗輸出端口 P2連接。接地柱一端分別與各級帶狀線連接，另一端接地。
[0012]結(jié)合圖1，包括共面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的50歐姆阻抗輸入端口 P1、輸入電感Lin、第一級帶狀線Tl、第一耦合帶狀線U1、第二級帶狀線T2、第二耦合帶狀線U2、第三級環(huán)帶狀線T3、第三耦合帶狀線U3、第四級帶狀線T4、輸出電感Lout、接地柱G、共面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的50歐姆阻抗輸出端口 P2和接地端均采用多層低溫共燒陶瓷工藝實(shí)現(xiàn)。
[0013]結(jié)合圖1，本發(fā)明一種新型帶狀線結(jié)構(gòu)的微波毫米波寬帶濾波器，在寬帶的設(shè)計(jì)上，采用數(shù)量較多的接地柱加強(qiáng)各個諧振帶狀線之前的耦合，從而達(dá)到較大的帶寬。
[0014]一種新型帶狀線結(jié)構(gòu)的微波毫米波寬帶濾波器，由于是采用多層低溫共燒陶瓷工藝實(shí)現(xiàn)，其低溫共燒陶瓷材料和金屬圖形在大約900°C溫度下燒結(jié)而成，所以具有非常高的可靠性和溫度穩(wěn)定性，由于結(jié)構(gòu)采用三維立體集成和多層折疊結(jié)構(gòu)以及外表面金屬屏蔽實(shí)現(xiàn)接地和封裝，從而使體積大幅減小。
[0015]本發(fā)明一種新型帶狀線結(jié)構(gòu)的微波毫米波寬帶濾波器的尺寸僅為6.9mmX2.8mmX0.8mm，其性能可從圖2、圖3看出，通帶帶寬為16.5GHz?23GHz，通帶內(nèi)最小插入損耗為0.37dB，輸入端口回波損耗均優(yōu)于14dB，上邊帶抑制優(yōu)于30dB，下邊帶抑制優(yōu)于1dB,輸入輸出端口駐波比優(yōu)于1.5。
【權(quán)利要求】
1.一種新型帶狀線結(jié)構(gòu)的微波毫米波寬帶濾波器，其特征在于:包括介質(zhì)基板(M)、共面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的50歐姆阻抗輸入端口(P1)、輸入電感(Lin)、第一級帶狀線(Tl)、第一耦合帶狀線(U1)、第二級帶狀線(T2)、第二耦合帶狀線(U2)、第三級環(huán)帶狀線(T3)、第三耦合帶狀線(U3)、第四級帶狀線(T4)、輸出電感(Lout)、接地柱(G)、共面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的50歐姆阻抗輸出端口(P2);各帶狀線均位于介質(zhì)基板(M)內(nèi)的同一平面，其中輸入電感(Lin)通過連接柱(LI)與共面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的50歐姆阻抗輸入端口(Pl)連接，第一級帶狀線(Tl)與輸入電感(Lin)連接，第二級帶狀線(T2)與第一級帶狀線(Tl)通過第一耦合帶狀線(Ul)連接，第三級帶狀線(T3)與第二級帶狀線(T2)通過第二耦合帶狀線(U2)連接，第四級帶狀線(T4)與第三級帶狀線(T3)通過第三I禹合帶狀線(U3)連接,第四級帶狀線(T4)與輸出電感(Lout)連接，輸出電感(Lout)通過連接柱(L2)與共面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的50歐姆阻抗輸出端口(P2)連接，接地柱(G)—端分別與各級帶狀線連接，另一端接地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型帶狀線結(jié)構(gòu)的微波毫米波寬帶濾波器，其特征在于:所述共面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的50歐姆阻抗輸入端口(P1)、輸入電感(Lin)、第一級帶狀線(Tl)、第一耦合帶狀線(U1)、第二級帶狀線(T2)、第二耦合帶狀線(U2)、第三級環(huán)帶狀線(T3)、第三耦合帶狀線(U3)、第四級帶狀線(T4)、輸出電感(Lout)、接地柱(G)、共面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的50歐姆阻抗輸出端口(P2)和接地端均采用多層低溫共燒陶瓷工藝實(shí)現(xiàn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型帶狀線結(jié)構(gòu)的微波毫米波寬帶濾波器，其特征在于:所述輸入端口(P1)、輸出端口(P2)均由共面波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，輸入端口(Pl)通過輸入電感(Lin)與第一級帶狀線(Tl)連接，輸出端口(P2)通過輸出電感(Lout)與第四級帶狀線(T4)連接。
【文檔編號】H01P1/203GK104253291SQ201410521661
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】陳相治, 鄧良, 顧家, 童娟娟, 戴永勝 申請人:南京理工大學(xué)