[實用新型]一種基于耦合控制的LTCC濾波開關

有效

• 申請號: 201620835597.6
• 申請日: 2016-07-31
• 公開（公告）號: CN206210992U
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 章秀銀;徐金旭;宋校曲
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01P1/20
• 分類號: H01P1/20;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

技術領域

本實用新型涉及可應用于射頻前端電路中的濾波開關，具體涉及一種基于耦合控制的LTCC濾波開關。

背景技術

在工業和消費電子領域，有源和無源器件有著各種各樣的需求。如濾波器、功分器、耦合器和振蕩器等等。在設計射頻前端的時候，常常需要將各種器件級聯起來，這時可能會差生各部件之間不匹配，插損增大等問題。而融合設計的方法可以有效的克服這些問題。

開關和濾波器都是射頻前端的重要組成部分。他們在移動通信，高速無線局域網，遙感測繪等領域都有廣泛的應用。在實際應用中，開關的設計常常需要抑制帶外噪聲。在射頻前端的設計中，開關常常會和濾波器級聯。這樣的話，系統總的插損是開關和濾波器的插損之和。因此，用級聯的方法搭建系統，插損會比較大，而且隔離也只能通過調節晶體管或者二極管來實現，通常隔離不會大于30 dB。克服這些問題的方法之一，就是采用融合設計的方法，用濾波開關來代替這兩個器件的級聯系統，在減小插損的同時，還可以利用濾波器的特性來增大隔離。濾波開關的設計中，常用低頻或直流信號對濾波電路的部分參數進行改變，從而控制濾波器的通斷。濾波開關可以將濾波器和開關集成到一起，從而縮小了體積，降低了插損。因此，將開關和濾波器集成在一起的濾波開關有著很高的應用價值。

低溫共燒陶瓷（LTCC）技術，是一種將多層金屬導體埋入陶瓷基板中構成電路的技術。它能夠極大的縮小電路的體積，并且將平面電路的設計擴展到三維空間中個，擁有更高的設計自由度。LTCC在小型化器件的生成加工中有著廣泛的應用，如LTCC濾波器，LTCC濾波巴倫等。

實用新型內容

為了克服以上提到的射頻器件小型化與結構復雜之間的設計矛盾，本實用新型提供了一種基于耦合控制的LTCC濾波開關。該雙工器采用低溫共燒陶瓷技術，即LTCC技術，在多個金屬層上設計電路。LTCC多層結構的雙工器除了具有小型化、輕量化的優點，還具有成本低，有利于批量生產，良好的高頻性能等傳統微帶雙工器沒有的特點。

本實用新型的目的采用如下技術方案實現。

一種基于耦合控制的LTCC濾波開關，融合了濾波器與開關的功能，該基于耦合控制的LTCC濾波開關分布于十二層金屬層上，包括第一諧振器，第二諧振器，第一饋電線，第二饋電線，輸入端口，輸出端口，四層地板，PIN管以及PIN管的偏置電路；第一饋電線與第一諧振器形成上下層的寬邊耦合，第一諧振器與第二諧振器相互靠近形成耦合，第二諧振器與第二饋電線形成上下層的寬邊耦合，因而形成一個濾波網絡；PIN管及PIN管的偏置電路與第一饋電線位于第十二層的一個末端和第二饋電線位于第十二層的一個末端連接上。

進一步地，所述第一諧振器在LTCC金屬層上設置為對稱結構，分布在第二導體層、第五導體層、第六導體層、第七導體層、第八導體層和第十導體層上，第一諧振器由第二十九帶狀線、第二十五帶狀線、第二十一帶狀線、第十三帶狀線、第五帶狀線、第十七帶狀線、第一帶狀線、第十九帶狀線、第七帶狀線、第十五帶狀線、第二十三帶狀線、第二十七帶狀線和第三十三帶狀線依次連接而成；所述的第一饋電線和第二饋電線分布在第三導體層、第六導體層和第十導體層上，且相互對稱，第一饋電線由第三十一帶狀線、第九帶狀線、第三帶狀線和第十一帶狀線依次連接而成。

進一步地，PIN管及PIN管的偏置電路連接在第一饋電線的一個末端和第二饋電線的一個末端上；第一饋電線和第二饋電線的末端中，除了連接PIN管及PIN管的偏置電路的末端外，其余的連接到地板，設置為短路端；并且第一饋電線的第三十一帶狀線和第二饋電線的第三十二帶狀線的長度設置為能抵消PIN管及PIN管的偏置電路所帶來的電容效應，用來提高關狀態下的隔離效果。

進一步地，第一諧振器和第二諧振器均為半波長諧振器，位于該兩個半波長諧振器兩端的第二十九帶狀線、第三十帶狀線(50)、第三十三帶狀線和第三十四帶狀線的末端進行彎折，使得這四條帶狀線的開路端不參與耦合，用來產生傳輸零點，增強帶外抑制特性。

進一步地，所述的第一諧振器和第二諧振器的長度為工作通帶中心頻率所對應的波導波長的一半。

進一步地，所述的四層地板分布于第一導體層、第四導體層、第九導體層和第十一導體層上。

進一步地，所述的PIN管及PIN管的偏置電路焊接于整個LTCC濾波開關的最上層即第十二導體層上。