[實(shí)用新型]基于頻率選擇性耦合技術(shù)的寬阻帶LTCC帶通濾波器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320389570.5
• 申請(qǐng)日: 2013-07-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203690454U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 章秀銀;代鑫;張霓;胡斌杰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01P1/203
• 分類(lèi)號(hào): H01P1/203;H01P1/212;H01P7/00
• 代理公司: 廣州粵高專(zhuān)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LTCC帶通濾波器，具體涉及基于頻率選擇性耦合技術(shù)的寬阻帶LTCC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(wú)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(duì)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?chǎng)相位相反，相互抵消，產(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(zhǎng)倒置性，當(dāng)一端開(kāi)路的四分之一波長(zhǎng)傳輸線連接在輸入輸出端口時(shí)，開(kāi)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(zhǎng)等于四分之一波長(zhǎng)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(wèn)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、體積大和有諧波干擾之間的設(shè)計(jì)矛盾，本實(shí)用新型提供了基于頻率選擇性耦合技術(shù)的寬阻帶LTCC帶通濾波器。該濾波器通過(guò)恰當(dāng)?shù)剡x擇耦合區(qū)間，將諧振器非對(duì)稱(chēng)的放置，而不需要增加其他電路，即可將三次諧波抑制。同時(shí)，充分利用LTCC（Low?Temperature?Co-Fired?Ceramic低溫共燒陶瓷）的多層結(jié)構(gòu)，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(méi)有的特點(diǎn)。

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

基于頻率選擇性耦合技術(shù)的寬阻帶高選擇性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L(zhǎng)TCC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(duì)結(jié)構(gòu)相同的饋電結(jié)構(gòu)組成，這對(duì)結(jié)構(gòu)相同的饋電結(jié)構(gòu)呈鏡像對(duì)稱(chēng)，每一個(gè)饋電結(jié)構(gòu)包括一條彎折的（彎折只要滿足把電饋到四分之一波長(zhǎng)諧振器上即可）金屬微帶線、一個(gè)CPW饋電口，彎折的金屬微帶線與對(duì)稱(chēng)中心另一側(cè)彎折的金屬微帶線構(gòu)成源負(fù)載耦合，在通帶附近產(chǎn)生了兩個(gè)傳輸零點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了較好的頻率選擇性，同時(shí)在阻帶也產(chǎn)生了一個(gè)零點(diǎn)，增強(qiáng)阻帶抑制水平；CPW饋電口通過(guò)接地金屬化過(guò)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(zhǎng)諧振器；每個(gè)四分之一波長(zhǎng)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(guò)第二金屬化過(guò)孔相連，金屬化過(guò)孔穿過(guò)位于第三導(dǎo)體層上的開(kāi)孔，且金屬化過(guò)孔不與第三導(dǎo)體層直接接觸；一個(gè)四分之一波長(zhǎng)諧振器的短路端位于第二導(dǎo)體層且通過(guò)金屬化過(guò)孔連接到第四導(dǎo)體層，又通過(guò)金屬化過(guò)孔連接到位于第二層的開(kāi)路端；另一個(gè)四分之一波長(zhǎng)諧振器的短路端也位于第二導(dǎo)體層且通過(guò)金屬化過(guò)孔連接到第四導(dǎo)體層的微帶線，又通過(guò)金屬化過(guò)孔連接到位于第二層的微帶線，再通過(guò)金屬化過(guò)孔連接到位于第四層的開(kāi)路端，所述兩個(gè)四分之一波長(zhǎng)諧振器在第二導(dǎo)體層和第四導(dǎo)體層上均不呈鏡像對(duì)稱(chēng)分布，其非對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)會(huì)在通帶的右邊三次諧波處產(chǎn)生一個(gè)傳輸零點(diǎn)，通過(guò)選擇耦合區(qū)間來(lái)控制基波和諧波的耦合強(qiáng)度，從而抑制三次諧波。

進(jìn)一步的，所述第三導(dǎo)體層為金屬地板，第三導(dǎo)體層上有五個(gè)開(kāi)孔供所述金屬化過(guò)孔穿過(guò)，并且金屬化過(guò)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(zhǎng)諧振器，相較于二分之一波長(zhǎng)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(guò)在不同層放置饋電線和諧振器，用金屬過(guò)孔將不同層的微帶線連接起來(lái)，使濾波器結(jié)構(gòu)更加緊湊；除此之外，LTCC的多層結(jié)構(gòu)為恰當(dāng)?shù)鸟詈蠀^(qū)間的選擇提供了充分的靈活性。