[發明專利]一種基于頻率選擇性耦合的LTCC寬阻帶濾波巴倫

有效

• 申請號: 201810605066.1
• 申請日: 2018-06-13
• 公開（公告）號: CN109301404B
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發明（設計）人: 李園春;吳迪斯
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01P1/20
• 分類號: H01P1/20;H01P5/10
• 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;江裕強

本發明公開一種基于頻率選擇性耦合的LTCC寬阻帶濾波巴倫。該濾波巴倫包括介質以及設在所述介質內部的第一諧振器、第二諧振器、第一饋線、第二饋線、第三饋線和金屬地；兩個諧振器均為二分之一波長諧振器，分布在不同層上，各層通過金屬通孔連接；第一饋電線與第一諧振器的特定區域以耦合方式進行饋電，對二次諧波進行抑制，第二、三饋電線分別與第二諧振器的特定區域以耦合方式進行饋電，對三次諧波進行抑制，從而達到寬阻帶的濾波性能；第二饋電線與第三饋電線關于第二諧振器的中心對稱放置，以實現等幅反相的巴倫輸出特性；本發明的基于頻率選擇性耦合的LTCC寬阻帶濾波巴倫可對二次與三次諧波進行抑制，采用的LTCC多層電路工藝，減小了濾波器的尺寸。

技術領域

本發明涉及射頻電路中的濾波巴倫領域，更具體地，涉及一種基于頻率選擇性耦合的LTCC寬阻帶濾波巴倫，可用于差分天線饋電、差分放大器電路中。

背景技術

隨著現代無線通信系統的快速發展，射頻器件及模塊小型化、多功能化的趨勢日益明顯。巴倫與帶通濾波器作為射頻電路的兩種重要器件，常需要進行級聯使用，其整體電路的小型化顯得尤為重要。濾波巴倫的融合設計一方面集成了兩大重要器件的功能，使得模塊多功能化，一方面避免了級聯失配帶來的性能惡化，同時更減少了模塊整體體積！

基于介質諧振器（DR）、介質集成波導（SIW）以及平面印制電路板技術（PCB）的濾波巴倫已有相關研究，但它們通常體積較大。由此，具有低造價、插損小、高頻性能好等優點的低溫共燒陶瓷（LTCC）技術被用于設計濾波巴倫以減小其器件體積。但它們大部分只關注通帶性能，其帶外性能由于高次諧波的存在而惡化。

目前較少研究致力于濾波巴倫的阻帶性能改善。已提出的相關方法包括使用容性負載對高次諧波進行搬移、級聯巴倫與低通濾波器對高次諧波進行抑制等，但它們存在結構體積較大，抑制阻帶較窄，帶內插損增大、巴倫特性輸出性能惡化等問題。

發明內容

本發明為克服上述現有技術所述的至少一種缺陷，提供一種基于頻率選擇性耦合的LTCC寬阻帶濾波巴倫，可對于二次、三次諧波進行抑制。該器件采用低溫共燒陶瓷技術，縮小了濾波巴倫的體積。采用頻率選擇性耦合的技術對于二次與三次諧波進行抑制，實現了寬阻帶的濾波性能。采用對稱饋電技術，在通帶兩側引入兩個零點，增加了通帶的選擇性。利用二分之一波長諧振器兩端反相特性，實現了良好的巴倫輸出。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是。

一種基于頻率選擇性耦合的LTCC寬阻帶濾波巴倫，包括介質以及設在所述介質內部的諧振器、饋線和金屬地，所述諧振器包括沿介質內部由上往下依次設置的諧振器末端、饋線耦合區域及諧振器互耦合區域，所述諧振器末端通過金屬過孔與所述饋線耦合區域連接，所述饋線耦合區域通過金屬過孔與所述諧振器互耦合區域連接，所述饋線設在所述諧振器末端與饋線耦合區域之間，所述金屬地包括設在所述介質頂部和底部的第一金屬地和第二金屬地，以及設在所述諧振器末端和饋線之間的第三金屬地、設在所述饋線耦合區域和諧振器互耦合區域之間的第四金屬地，所述第三金屬地和第四金屬地上設有供所述金屬過孔穿過的通孔；

所述第一諧振器饋線耦合區域包括饋線耦合區域I和饋線耦合區域II，饋線耦合區域I和饋線耦合區域II呈左右鏡像對稱；第二諧振器的饋線耦合區域包括饋線耦合區域III和饋線耦合區域Ⅳ，饋線耦合區域III和饋線耦合區域Ⅳ呈左右鏡像對稱；

所述諧振器包括第一諧振器和第二諧振器，第一諧振器饋線耦合區域上跟與其耦合饋電的饋線的中心垂直對應的點，到其與第一諧振器諧振器末端連接的一端的長度和該第一諧振器諧振器末端的長度之和是整個第一諧振器長度的四分之一，以此實現頻率選擇性耦合對二次諧波進行抑制；

第二諧振器饋線耦合區域上跟與其耦合饋電的饋線的中心垂直對應的點，到其與第二諧振器諧振器末端連接的一端的長度和該第二諧振器諧振器末端的長度之和是整個第二諧振器長度的六分之一，以此實現頻率選擇性耦合對三次諧波進行抑制。