[發明專利]基于頻率選擇性耦合抑制三次五次諧波的LTCC濾波器

有效

• 申請號: 201510519782.4
• 申請日: 2015-08-23
• 公開（公告）號: CN105337009B
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 章秀銀;郭慶毅;張垚;趙小蘭
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01P1/212
• 分類號: H01P1/212
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

本發明公開一種基于頻率選擇性耦合的三次五次諧波抑制的LTCC濾波器，該濾波器包含兩個四分之一波長諧振器、兩條饋電線和若干層地板，分別分布在十層導體層上，各層通過金屬通孔連接起來；第一、三、五、八、十層是地板，第二、四、六、九層是電路層，第七層是饋電電路所在的層；兩條饋電線與第六層的諧振器通過平行耦合方式饋電，分別選擇兩條饋電線和諧振器之間的耦合區域就能很好的抑制三次和五次諧波，達到寬阻帶的效果；兩個四分之一波長諧振器在不同層之間有部分枝節間的耦合，從而形成能夠抑制三次五次諧波的寬阻帶濾波器；本發明采用的LTCC工藝包含多層結構，減小了濾波器的尺寸。

技術領域

本發明涉及一種基于LTCC工藝的寬阻帶帶通濾波器，特別涉及利用饋電結構來抑制高次諧波，可應用于射頻前端電路中的帶通濾波器。

背景技術

隨著現代通信系統的不斷更新換代，無線通信技術的飛速發展對射頻前端電路元器件提出了更嚴格的要求，高性能，小型化，低造價等成為了現今評定元器件的重要指標。無線通信技術的飛速發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格的要求?，F代濾波器要求具有高性能，小尺寸，寬阻帶，低造價等特性。其中，小尺寸，寬阻帶是單通帶濾波器性能的重要指標。

現有的濾波器實現阻帶抑制的方法多是利用在阻帶引入傳輸零點實現的，產生傳輸零點的方法有很多，常用的第一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的結構，用多個不同結構的有相同通帶中心頻率的階躍阻抗諧振器串聯，即可實現阻帶的抑制；常用的第二種方法是利用電磁信號的多徑傳輸，在某一頻點多徑傳輸的電磁場相位相反，相互抵消，產生零點，這種方法可以利用交叉耦合產生，也可以利用源負載耦合（source-load coupling）產生；常用的第三種方法是利用混合磁電耦合濾波器結構產生傳輸零點，無源濾波器都是由兩個基本要素組成，諧振器和耦合，多個諧振頻率靠近的諧振器相互耦合就構成了濾波器，耦合結構是能量交換的途徑，諧振器既耦合磁能也耦合電能，在某些情況下，同一耦合結構所耦合的電能和磁能是相互疊加的，因此可以實現很強的耦合，但是在另一種情況下，同一耦合結構所耦合的電能和磁能是相互抵消的，因此耦合的結果表現為傳輸零點，從而阻礙信號的傳輸；而本發明使用的方法，是通過利用饋電線與諧振器的耦合，當耦合調節至某一范圍內時，耦合系數極小或為零，耦合結果表現為傳輸零點，從而阻礙信號的傳輸；其他方法還有使用橢圓函數濾波器等。

然而，現有的阻帶抑制濾波器都存在較為復雜的結構，或者尺寸較大，插損大等問題。

發明內容

為了克服以上提到的濾波器小型化與寬阻帶以及小型化與結構復雜之間的設計矛盾，本發明提供了一種基于頻率選擇性耦合抑制三次五次諧波的LTCC濾波器。該濾波器采用低溫共燒陶瓷技術，即LTCC技術，極大地縮小了帶通濾波器的體積。LTCC多層結構的濾波器除了具有小型化、輕量化的有點，還具有成本低，有利于批量生產，良好的高頻性能，插損小等傳統微帶濾波器沒有的特點。

本發明的目的通過如下技術方案實現。

基于頻率選擇性耦合抑制三次五次諧波的LTCC濾波器，整個濾波器為LTCC多層結構，由九層介質基板、十層導體層和八個金屬通孔組成；兩個四分之一波長短路線諧振器分別由位于五個不同導體層的微帶線通過金屬通孔連接在一起，呈左右中心對稱結構分布；由饋電貼片構成的兩條不同結構饋電線位于同一導體層且分別與位于饋電線所在導體層下層的四分之一波長諧振器部分區域以平行耦合方式進行饋電；其中左邊的一條饋電線與該條饋電線下層的諧振器的一部分（諧振器分布在四個不同的導體層）形成頻率選擇性耦合抑制三次諧波，右邊的一條饋電線與位于該條饋電線下層的諧振器的一部分（諧振器分布在四個不同的導體層）形成頻率選擇性耦合抑制五次諧波；當信號從左邊饋電線輸入端口輸入，從右邊饋電線端口輸出時三次五次諧波均被抑制，使得該LTCC濾波器具有很好的帶外抑制性能；兩條饋電線之間形成源負載耦合，源負載耦合在通帶左邊產生一個傳輸零點，調節這個傳輸零點的位置，使通帶具有更好的選擇性；