[實(shí)用新型]一種基于磁電耦合抵消技術(shù)的寬阻帶LTCC帶通濾波器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320137751.9
• 申請日: 2013-03-25
• 公開（公告）號(hào): CN203218415U
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 章秀銀;代鑫;蔡澤煜;胡斌杰
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H01P1/203
• 分類號(hào): H01P1/203
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種基于LTCC工藝的寬阻帶帶通濾波器，特別是涉及利用磁電混合耦合產(chǎn)生多個(gè)傳輸零點(diǎn)，可應(yīng)用于射頻前端電路中的帶通濾波器。

背景技術(shù)

隨著信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，各種通信系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)，無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展以及全球通信頻段的日益緊張更是對微波濾波器提出了更加嚴(yán)格的要求。現(xiàn)代濾波器要求具有高性能，小尺寸，寬阻帶，低造價(jià)等特性。其中，小尺寸，寬阻帶是單通帶濾波器性能的重要指標(biāo)。

現(xiàn)有的濾波器實(shí)現(xiàn)阻帶抑制的方法有很多種，第一種方法是利用電磁信號(hào)的多徑傳輸，在某一頻點(diǎn)多徑傳輸?shù)碾姶艌鱿辔幌喾矗嗷サ窒a(chǎn)生零點(diǎn)，這種方法可以利用交叉耦合實(shí)現(xiàn)，也可以利用源負(fù)載耦合（source-load?couple）實(shí)現(xiàn)；第二種方法是利用階躍阻抗諧振器（SIR），這種諧振器可以將濾波器的二次諧波推后到通帶中心頻率的2.5-3倍左右的頻率上，二次諧波中心頻率與通帶中心頻率的比值取決于SIR的結(jié)構(gòu)，用多個(gè)不同結(jié)構(gòu)的有相同通帶中心頻率的階躍阻抗諧振器串聯(lián)，即可實(shí)現(xiàn)阻帶的抑制；第三種方法是利用傳輸線的四分之一波長倒置性，當(dāng)一端開路的四分之一波長傳輸線連接在輸入輸出端口時(shí)，開路端等效到輸入輸出端口為短路，從而將電磁波全部放射回去，于是產(chǎn)生了傳輸零點(diǎn)，馬刺線就是其中的一種應(yīng)用，當(dāng)馬刺線的電波長等于四分之一波長時(shí)，馬刺線連接I/O端口的位置就被短路掉，在該頻點(diǎn)上就產(chǎn)生了傳輸零點(diǎn)；其他方法還有使用橢圓函數(shù)濾波器等。

然而，現(xiàn)有的阻帶抑制濾波器都有較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，或者存在尺寸較大，插損大等問題。

實(shí)用新型內(nèi)容

???????為克服以上提到的濾波器多傳輸零點(diǎn)與結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大之間的設(shè)計(jì)矛盾，本實(shí)用新型提供了一種基于磁電耦合抵消技術(shù)的寬阻帶LTCC帶通濾波器。該濾波器采用LTCC（Low?Temperature?Co-Fired?Ceramic低溫共燒陶瓷）技術(shù)，極大地縮小了帶通濾波器的體積。LTCC多層結(jié)構(gòu)的濾波器除了具有小型化、輕量化的優(yōu)點(diǎn)，還具有成本低，有利于批量生產(chǎn)，良好的高頻性能，插損小等傳統(tǒng)微帶濾波器沒有的特點(diǎn)。

??????本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

基于磁電耦合抵消技術(shù)的寬阻帶LTCC帶通濾波器，其包括四層介質(zhì)基板和四層導(dǎo)體層，四層介質(zhì)基板從上到下依次為第一介質(zhì)板、第二介質(zhì)板、第三介質(zhì)板和第四介質(zhì)板，所述的四層介質(zhì)基板均為LTCC陶瓷介質(zhì)基板；所述第一導(dǎo)體層印制于第一介質(zhì)基板上表面，第二導(dǎo)體層印制于第二介質(zhì)基板上表面，第三導(dǎo)體層印制于第三介質(zhì)基板上表面，第四導(dǎo)體層印制于第四介質(zhì)基板上表面；所述印制采用LTCC印刷工藝。

??????進(jìn)一步的，所述第一導(dǎo)體層由一對結(jié)構(gòu)相同的饋電結(jié)構(gòu)組成，這對結(jié)構(gòu)相同的饋電結(jié)構(gòu)呈鏡像對稱，每一個(gè)饋電結(jié)構(gòu)包括一塊饋電貼片、一個(gè)CPW饋電口和一個(gè)L型金屬微帶線，L型金屬微帶線連接在饋電貼片靠近前述鏡像對稱中心的一側(cè)，并與對稱中心另一側(cè)的L型金屬微帶線構(gòu)成源負(fù)載耦合，源負(fù)載耦合在濾波器通帶左邊產(chǎn)生了一個(gè)傳輸零點(diǎn)；CPW饋電口通過接地金屬化過孔連接到第三導(dǎo)體層。

進(jìn)一步的，第二導(dǎo)體層和第四導(dǎo)體層上分布有兩個(gè)四分之一波長諧振器；每個(gè)四分之一波長諧振器均有一部分位于第二導(dǎo)體層，另一部分位于第四導(dǎo)體層上，這兩部分通過第二金屬化過孔相連，金屬化過孔穿過位于第三導(dǎo)體層上的開孔，且金屬化過孔不與第三導(dǎo)體層直接接觸；四分之一波長諧振器的短路端位于第二導(dǎo)體層且通過第一金屬化過孔連接到第三導(dǎo)體層；所述兩個(gè)四分之一波長諧振器在第二導(dǎo)體層和第四導(dǎo)體層上均呈鏡像對稱分布，位于同一導(dǎo)體層上的四分之一波長諧振器部分通過邊耦合產(chǎn)生磁電耦合，四分之一波長諧振器在第二導(dǎo)體層上的耦合部分為諧振器短路端，以磁耦合為主；四分之一波長諧振器在第四導(dǎo)體層上的耦合部分為諧振器開路端，以電耦合為主。

進(jìn)一步的，所述第三導(dǎo)體層為金屬地板，第三導(dǎo)體層上有兩個(gè)開孔供所述金屬化過孔穿過，并且金屬化過孔和金屬地板之間留有間隙。

本實(shí)用新型采用四分之一波長諧振器，相較于二分之一波長諧振器，有效地減小了濾波器的尺寸；并且，采用了LTCC多層結(jié)構(gòu)工藝制造，通過在不同層放置饋電貼片和諧振器，用金屬過孔將不同層的微帶線連接起來，使濾波器結(jié)構(gòu)更加緊湊；除此之外，本實(shí)用新型還利用不同介質(zhì)厚度實(shí)現(xiàn)SIR（Stepped-Impedance?Resonator階躍阻抗諧振器），這樣可以減小電耦合量，有效減小電耦合間距以達(dá)到減小尺寸的作用，同時(shí)更加方便濾波器傳輸零點(diǎn)的調(diào)節(jié)。