基于ltcc開關型帶通濾波器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種帶通濾波器，具體是一種基于LTCC開關型帶通濾波器。
【背景技術】
[0002]如今無論是軍用的雷達、電子探測、電子對抗等，還是民用的手機通信、電視、遙控，都需要將電子信號分配處理，這就需要用到一種重要的微波無源器件一濾波器。隨著移動通信、衛星通信及國防電子系統的微型化的迅速發展，高性能、低成本和小型化已經成為目前微波/射頻領域的發展方向，對濾波器的性能、尺寸、可靠性和成本均提出了更高的要求。在一些國防尖端設備中，現在的使用頻段已經相當擁擠，所以衛星通信等尖端設備向著毫米波波段發展，所以微波毫米波波段功分器器已經成為該波段接收和發射支路中的關鍵電子部件，描述這種部件性能的主要指標有:通帶工作頻率范圍、通帶插入損耗、輸出端口相位差、、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，采用多層陶瓷技術，能夠將無源元件內置于介質基板內部，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技術在成本、集成封裝、布線線寬和線間距、低阻抗金屬化、設計多樣性和靈活性及高頻性能等方面都顯現出眾多優點，已成為無源集成的主流技術。其具有高Q值，便于內嵌無源器件，散熱性好，可靠性高，耐高溫，沖震等優點，利用LTCC技術，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。利用其三維集成結構特點，可以實現基于LTCC開關型帶通濾波器。
[0004]目前國內外對帶通濾波器進行了大量的研究，低頻段占用體積太大，集成度不高，已遠遠不能滿足小型化的要求。此外，目前的大多數濾波器，如果要抑制通帶附近的雜波頻率，阻帶內的衰減就顯得不足了。因此，如何實現具有濾波特性好的微型帶通濾波器，已成為業界急需解決的問題之一。

【發明內容】

[0005]本發明所要解決的技術問題在于提供一種通帶內插入損耗小、可靠性高、集成度高、尺寸小的基于LTCC開關型帶通濾波器。
[0006]本發明解決上述技術問題所采取的技術方案如下:一種基于LTCC開關型帶通濾波器，它由單刀雙擲開關芯片WKD102010040和兩個帶通濾波器組成，第一帶通濾波器包括一個輸入端口、一個輸出端口、輸入電感、輸出電感、第一螺旋電感、第二螺旋電感、第三螺旋電感、第四螺旋電感、第一電容、第二電容、第三電容、第四電容、一個級間耦合電容、一個Z字形交叉耦合電容以及接地板。其中輸入端口與輸入電感連接，輸出端口與輸出電感連接，輸入電感的另一端與第一螺旋電感的輸入端連接，第一螺旋電感輸出端與第一電容的輸入極板相連接，第二螺旋電感的輸出端與第二電容的輸入極板相連接，第三螺旋電感的輸出端與第三電容的輸入極板相連接，第四螺旋電感的輸出端與第四電容的輸入極板相連接，輸出電感的另一端與第四螺旋電感的輸出端連接。其中Z字形交叉耦合電容位于第一螺旋電感、第一電容、第四螺旋電感和第四電容的上方，兩端分別與地相連。級間耦合電容位于第二電容和第三電容的下方，與其它元件無連接。第二帶通濾波器2包括一個輸入端口、一個輸出端口、輸入電感、輸出電感、第一螺旋電感、第二螺旋電感、第三螺旋電感、第四螺旋電感、第一電容、第二電容、第三電容、第四電容、一個級間耦合電容、一個Z字形交叉耦合電容以及接地板。其中輸入端口與輸入電感連接，輸出端口與輸出電感連接，輸入電感的另一端與第一螺旋電感的輸入端連接，第一螺旋電感輸出端與第一電容的輸入極板相連接，第二螺旋電感的輸出端與第二電容的輸入極板相連接，第三螺旋電感的輸出端與第三電容的輸入極板相連接，第四螺旋電感的輸出端與第四電容的輸入極板相連接，輸出電感的另一端與第四螺旋電感的輸出端連接。其中Z字形交叉耦合電容位于第一螺旋電感、第一電容、第四螺旋電感和第四電容的上方，兩端分別與地相連。級間耦合電容位于第二電容和第三電容的下方，與其它元件無連接。開關芯片WKD102010040的第一輸出端口與第一帶通濾波器的輸入端口連接，開關芯片的第二輸出端口與第二帶通濾波器的輸入端口連接。
[0007]本發明的有益效果如下:兩個帶通濾波器均使用了多層介質基板，充分利用了三維多層空間，從而顯著減小了元件所需體積，并且該發明在不提高通帶內插入損耗的前提下大大的增加了帶外抑制度。
[0008]與現有技術相比，由于本發明采用低損耗低溫共燒陶瓷材料和三維立體集成，所帶來的顯著優點是:(1)帶外抑制大、插損小；(2)體積小、重量輕、可靠性高；(3)使用安裝方便，可以使用全自動貼片機安裝和焊接；(4)成本低、電路實現結構簡單，可實現大批量生產。
【附圖說明】
[0009]圖1 (a)是本發明基于LTCC開關型帶通濾波器的結構示意圖；
圖1 (b)是本發明基于LTCC開關型帶通濾波器中帶通濾波器I的結構示意圖；
圖1 (c)是本發明基于LTCC開關型帶通濾波器中帶通濾波器2的結構示意圖。
圖2是本發明基于LTCC開關型帶通濾波器中帶通濾波器I的插入損耗和駐波的仿真曲線。
[0010]圖3是本發明基于LTCC開關型帶通濾波器中帶通濾波器2的插入損耗和駐波的仿真曲線。
【具體實施方式】
[0011]
下面結合附圖對本發明進行詳細描述。
[0012]如圖1所示，本發明是一種LTCC開關型帶通濾波器，兩濾波器均采用了多層結構實現，具有帶通濾波的功能。
[0013]結合圖1 (a)、(b)、(c)，本發明一種LTCC開關型帶通濾波器，它由單刀雙擲開關芯片WKD102010040和兩個帶通濾波器組成。帶通濾波器I包括一個輸入端口 Pinl、一個輸出端口 Poutl、輸入電感Linl、輸出電感Loutl、第一螺旋電感L1、第二螺旋電感L2、第三螺旋電感L3、第四螺旋電感L4、第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、一個級間耦合電容W1、一個Z字形交叉耦合電容Zl以及接地板GND。其中輸入端口 Pinl與輸入電感Linl連接，輸出端口 Poutl與輸出電感Loutl連接，輸入電感Linl的另一端與第一螺旋電感LI的輸入端連接，第一螺旋電感LI輸出端與第一電容(Cl)的輸入極板相連接，第二螺旋電感L2的輸出端與第二電容C2的輸入極板相連接，第三螺旋電感L3的輸出端與第三電容C3的輸入極板相連接，第四螺旋電感L4的輸出端與第四電容C4的輸入極板相連接，輸出電感Loutl的另一端與第四螺旋電感L4的輸出端連接。其中Z字形交叉耦合電容Zl位于第一螺旋電感L1、第一電容Cl、第四螺旋電感L4和第四電容C4的上方，兩端分別與地相連。級間耦合電容Wl位于第二電容C2和第三電容C3的下方，與其它元件無連接。帶通濾波器2包括一個輸入端口 Pin2、一個輸出端口 Pout2、輸入電感Lin2、輸出電感Lout2、第一螺旋電感L5、第二螺旋電感L6、第三螺旋電感L7、第四螺旋電感L8、第一電容C5、第二電容C6、第三電容C7、第四電容C8、一個級間耦合電容W2、一個Z字形交叉耦合電容Z2以及接地板GND。其中輸入端口 Pin2與輸入電感Lin2連接，輸出端口 Pout2與輸出電感Lout2連接，輸入電感Lin2的另一端與第一螺旋電感L5的輸入端連接，第一螺旋電感L5輸出端與第一電容(C5)的輸入極板相連接，第二螺旋電感L6的輸出端與第二電容C6的輸入極板相連接，第三螺旋電感L7的輸出端與第三電容C7的輸入極板相連接，第四螺旋電感L8的輸出端與第四電容C8的輸入極板相連接，輸出電感Lout2的另一端與第四螺旋電感L8的輸出端連接。其中Z字形交叉耦合電容Z位于第一螺旋電感L5、第一電容C5、第四螺旋電感L8和第四電容C8的上方，兩端分別與地相連。級間耦合電容W2位于第二電容C5和第三電容C7的下方，與其它元件無連接。開關芯片的第一輸出端口 RFoutl與帶通濾波器I的輸入端口 Pinl連接，開關芯片的第二輸出端口 RFout2與帶通濾波器2的輸入端口 Pin2連接。
[0014]結合圖1 (a)、(b)、(c)，一種LTCC開關型帶通濾波器，其特征在于:所述的帶通濾波器I的第一螺旋電感L1、第二螺旋電感L2、第三螺旋電感L3、第四螺旋電感L4和帶通濾波器2的第一螺旋電感L5、第二螺旋電感L6、第三螺旋電感L7、第四螺旋電感L8主要是通過一定長度且寬度較窄的傳輸線來構成，采用了疊層結構，層間通過圓柱通孔相連，使其在垂直方向上的延伸縮減了水平方向上的延伸，從而減小了水平方向的面積從而縮小了整個器件的體積。
[0015]結合圖1 (a)、(b)、(c)，本發明LTCC開關型帶通濾波器，其中帶通濾波器I和帶通濾波器2均采用了四級并聯諧振，兩濾波器耦合原理相同，以帶通濾波器I來說明，帶通濾波器I四個諧振腔之間既存在感性耦合又存在容性耦合。第一螺旋電感LI和第一電容Cl構成了帶通濾波器的第一級并聯諧振單元，第二螺旋電感L2和第二電容C2構成了帶通濾波器的第二級并聯諧振單元，第三螺旋電感L3和第一電容C3構成了帶通濾波器的第三級并聯諧振單元，第四螺旋電感L4和第一電容C4構成了帶通濾波器的第四級并聯諧振單元，。第一級諧振單元和第二級諧振單元通過螺旋電感L1、第二螺旋電感L2形成的耦合電感和第一電容Cl、第二電容C2形成的耦合電容進行耦合，第二級諧振單元和第三級諧振單元通過第二螺旋電感L2、第三螺旋電感L3形成的耦合電感和第二電容C2、第三電容C3形成的耦合電容進行耦合，第三級諧振單元和第四級諧振單元通過第三螺旋電感L3、第四螺旋電感L4形成的耦合電感和第三電容C3、第四電容C4形成的耦合電容進行耦合，Z字形交叉耦合電容Zl在第一級并聯諧振單元和第四級并聯諧振單元之間引入了一個交叉耦合電容，從而在通帶內兩側各引入了一個傳輸零點，級間耦合電容Wl在第二電容C2和第三電容C3之間引入兩人一個耦合電容，以此來加強第二諧振單元和第三諧振單元間的耦合強度。
[0016]結合圖1 (a)、(b)、(C)，本發明是一種LTCC開關型帶通濾波器，其中可以通過改變第一級諧振單元和第二級諧振單元、第二級諧振單元和第三級諧振單元、第三級諧振