基于ltcc與dgs技術(shù)的shf波段高性能濾波器組的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及濾波器組技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于LTCC與DGS技術(shù)的SHF波段高性能濾波器組。
【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(shí)延頻率特性、溫度穩(wěn)定性、體積、重量、可靠性等。然而在有的特殊情況下，對信號進(jìn)行不同頻率的篩選提出了新的要求，所以濾波器組在這種情況系提供了穩(wěn)定出色的應(yīng)用。
[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(shí)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?；贚TCC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)本發(fā)明中的濾波器組。
[0004]但是到目前為止，濾波器組的技術(shù)依然存在很大的發(fā)展空間，現(xiàn)代通訊的發(fā)展需要更高性能的濾波器組。例如，承受功率不夠大、駐波性能差會影響SHF波段濾波器組的使用范圍，限制濾波器組的發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種能對一路信號進(jìn)行不同頻段下自如地篩選，且插入損耗小、駐波性能好、帶外抑制高的基于LTCC與DGS技術(shù)的SHF波段高性能濾波器組。
[0006]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是:一種基于LTCC與DGS技術(shù)的SHF波段高性能濾波器組，包括單刀雙擲開關(guān)芯片Switch、第一微波濾波器Filterl和第二微波濾波器Filter2 ;所述單刀雙擲開關(guān)芯片Switch包括信號輸入端口 RFIn、第一信號輸出端口RFOutl、第二信號輸出端口 RF0ut2、第一輸出選擇控制端V1、第二輸出選擇控制端V2五個(gè)端口 ；其中第一信號輸出端口 RFOutl與第一微波濾波器Filterl的輸入端口連接，第二信號輸出端口 RF0ut2與第二微波濾波器Filter2的輸入端口連接；
[0007]其中第一微波濾波器Filterl與第二微波濾波器Filter2均采用缺陷地結(jié)構(gòu)DGS和低溫共燒陶瓷LTCC技術(shù)，所述微波濾波器均包括輸入端口、輸入引線電感、五級并聯(lián)諧振單元、輸出引線電感、輸出端口、兩個(gè)屏蔽層、Z形級間耦合單元以及兩個(gè)接地端口 ?’每級諧振單元均由平行放置的上、下兩層帶狀線構(gòu)成，第二層帶狀線位于第一層帶狀線下方，其中第一屏蔽層設(shè)置于第二層帶狀線下方，第二屏蔽層設(shè)置于第一層帶狀線上方；所述輸入引線電感、各級諧振單元的第一層帶狀線、輸出引線電感在同一平面上，且各級諧振單元第一層帶狀線的一端與第一接地端口相連、另一端開路；第二層帶狀線一端與第二接地端口相連、另一端開路，輸入端口通過輸入引線電感與第一級并聯(lián)諧振單元的第一層帶狀線中部連接，第五級并聯(lián)諧振單元的第一層帶狀線中部通過輸出引線電感與輸出端口連接，Z形級間耦合單元位于各級諧振單元的下方、第一屏蔽層的上方，且Z形級間耦合單元一端與第一接地端口相連、另一端與第二接地端口相連。
[0008]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)是:(I)實(shí)現(xiàn)了濾波器頻率選擇性好、通帶響應(yīng)平坦、過渡帶陡峭、帶外抑制好、回波損耗小、插入損耗小的優(yōu)點(diǎn)；(2)實(shí)現(xiàn)了微波開關(guān)插損小，駐波好的優(yōu)點(diǎn)；(3)本發(fā)明采用了 DGS技術(shù)，對高次諧波的抑制好；(4)本發(fā)明體積小、重量輕、可靠性高、電性能優(yōu)異、實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡單、成本低、可實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明基于LTCC與DGS技術(shù)的SHF波段高性能濾波器組的結(jié)構(gòu)示意圖，其中(a)是總體結(jié)構(gòu)示意圖，(b)是第一微波濾波器的立體機(jī)構(gòu)示意圖，(C)是第二微波濾波器的立體機(jī)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2是本發(fā)明基于LTCC與DGS技術(shù)的SHF波段高性能濾波器組開關(guān)接第一輸出選擇控制端時(shí)的輸出端口的幅頻特性曲線。
[0011]圖3是本發(fā)明基于LTCC與DGS技術(shù)的SHF波段高性能濾波器組開關(guān)接第一輸出選擇控制端時(shí)的輸入端口的駐波特性曲線。
[0012]圖4是本發(fā)明基于LTCC與DGS技術(shù)的SHF波段高性能濾波器組開關(guān)接第二輸出選擇控制端時(shí)的輸出端口的幅頻特性曲線。
[0013]圖5是本發(fā)明基于LTCC與DGS技術(shù)的SHF波段高性能濾波器組開關(guān)接第二輸出選擇控制端時(shí)的輸入端口的駐波特性曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0015]本發(fā)明基于LTCC與DGS技術(shù)的SHF波段高性能濾波器組，包括單刀雙擲開關(guān)芯片Switch、第一微波濾波器Filterl和第二微波濾波器Filter2 ;所述單刀雙擲開關(guān)芯片Switch包括信號輸入端口 RFIn、第一信號輸出端口 RFOutl、第二信號輸出端口 RF0ut2、第一輸出選擇控制端V1、第二輸出選擇控制端V2五個(gè)端口 ；其中第一信號輸出端口 RFOutl與第一微波濾波器Filterl的輸入端口連接，第二信號輸出端口 RF0ut2與第二微波濾波器Filter2的輸入端口連接；
[0016]其中第一微波濾波器Filterl與第二微波濾波器Filter2均采用缺陷地結(jié)構(gòu)DGS和低溫共燒陶瓷LTCC技術(shù)，所述微波濾波器均包括輸入端口、輸入引線電感、五級并聯(lián)諧振單元、輸出引線電感、輸出端口、兩個(gè)屏蔽層、Z形級間耦合單元以及兩個(gè)接地端口 ?’每級諧振單元均由平行放置的上、下兩層帶狀線構(gòu)成，第二層帶狀線位于第一層帶狀線下方，其中第一屏蔽層設(shè)置于第二層帶狀線下方，第二屏蔽層設(shè)置于第一層帶狀線上方；所述輸入引線電感、各級諧振單元的第一層帶狀線、輸出引線電感在同一平面上，且各級諧振單元第一層帶狀線的一端與第一接地端口相連、另一端開路；第二層帶狀線一端與第二接地端口相連、另一端開路，輸入端口通過輸入引線電感與第一級并聯(lián)諧振單元的第一層帶狀線中部連接，第五級并聯(lián)諧振單元的第一層帶狀線中部通過輸出引線電感與輸出端口連接，Z形級間耦合單元位于各級諧振單元的下方、第一屏蔽層的上方，且Z形級間耦合單元一端與第一接地端口相連、另一端與第二接地端口相連。
[0017]所述單刀雙擲開關(guān)芯片Switch采用的型號是WKD0016H。所述第一微波濾波器Filterl與第二微波濾波器FiIter2結(jié)構(gòu)相同，但是尺寸不同，且工作在不同的頻段上。
[0018]結(jié)合圖1(a)?(C)，本發(fā)明一種基于低溫共燒陶瓷(LTCC)與缺陷地結(jié)構(gòu)(DGS)技術(shù)的SHF波段高性能濾波器組，所述第一微波濾波器Filterl包括表面貼裝的50歐姆阻抗第一輸入端口 PU第一輸入引線電感Linl、第一級并聯(lián)諧振單元L11、L12、第二級并聯(lián)諧振單元L21、L22、第三級并聯(lián)諧振單元L31、L32、第四級并聯(lián)諧振單元L41、L42、第五級并聯(lián)諧振單元L51、L52、第一輸出引線電感Lout 1、表面貼裝的50歐姆阻抗第一輸出端口 P2、兩個(gè)缺陷地結(jié)構(gòu)的屏蔽層DGS1、DGS2、第一 Z形級間耦合單元ZLl以及兩個(gè)表貼結(jié)構(gòu)的接地端口 Gndl和Gnd2 ;每級諧振單元均由平行放置的上、下兩層帶狀線構(gòu)成，第二層帶狀線位于第一層帶狀線下方，其中第一屏蔽層DGSl設(shè)置于第二層帶狀線下方，第二屏蔽層DGS2設(shè)置于第一層帶狀線上方；第一級并聯(lián)諧振單元L11、L12由第一層的第一帶狀線L11、第二層的第二帶狀線L12并聯(lián)而成，第二級并聯(lián)諧振單元L21、L22由第一層的第三帶狀線L21、第二層的第四帶狀線L22并聯(lián)而成，第三級并聯(lián)諧振單元L31、L32由第一層的第五帶狀線L31、第二層的第六帶狀線L32并聯(lián)而成，第四級并聯(lián)諧振單元L41、L42由第一層的第七帶狀線L41、第二層的第八帶狀線L42并聯(lián)而成，第五級并聯(lián)諧振單元L51、L52由第一層的第九帶狀線L51、第二層的第十帶狀線L52并聯(lián)而成；所述第一輸入引線電感Linl、各級諧振單元的第一層帶狀線、第一輸出引線電感Loutl在同一平面上，且各級諧振單元第一層帶狀線Lll、L21、L31、L41、L51的一端與第一接地端口 Gndl相連、另一端開路；第二層帶狀線L12、L22、L32、L42、L52 —端與第二接地端口 Gnd2相連、另一端開路，第一輸入引線電感Linl 一端與第一帶狀線Lll的中部相連、另一端與第一輸入端口 Pl連接，第一輸出引線電感Loutl的一端與第九帶狀線L51中部相連、另一端與第一輸出端口 P2連接；第一 Z形級間耦合單元ZLl位于各級諧振單元的下方、第一屏蔽層DGSl的上方，且第一 Z形級間耦合單元ZLl —端與第一接地端口 Gndl相連、另一端與第二接地端口 Gnd2相連；
[0019]第二微波濾波器Filter2包括表面貼裝的50歐姆阻抗第二輸入端口 P3、第二輸入引線電感Lin2、第六級并聯(lián)諧振單元L13、L14、第七級并聯(lián)諧振單元L23、L24、第八級并聯(lián)諧振單元L33、L34、第九級并聯(lián)諧振單元L43、L44、第十級并聯(lián)諧振單元L53、L54、第二輸出引線電感Lout2、表面貼裝的50歐姆阻抗第二輸出端口 P4、兩個(gè)缺陷地結(jié)構(gòu)的屏蔽層DGS3、DGS4、第二 Z形級間耦合單元ZL2以及兩個(gè)表貼結(jié)構(gòu)的接地端口 Gnd3、Gnd4 ;其中每級諧振單元均由平行放置的上、下兩層帶狀線構(gòu)成，第二層帶狀線位于第一層帶狀線下方，第三屏蔽層DGS3設(shè)置于第二層帶狀線下方，第四屏蔽層DGS4設(shè)置于第一層帶狀線上方；第六級并聯(lián)諧振單元L13、L14由第一層的第十一帶狀線L13、第二層的第十二帶狀線L14并聯(lián)而成，第七級并聯(lián)諧振單元L23、L24由第一層的第十三帶狀線L23、第二層的第十帶狀線L24并聯(lián)而成，第八級并聯(lián)諧振單元L33、L34由第一層的第十五帶狀線L33、第二層的第十六帶狀線L34并聯(lián)而成，第九級并聯(lián)諧振單元L43、L44由第一層的第十七帶狀線L43、第二層的第十八帶狀線L44并聯(lián)而成，第十級