[發明專利]一種基于慢波諧振器的末端耦合緊湊型LTCC濾波器

在審

• 申請號: 201910201643.5
• 申請日: 2019-03-18
• 公開（公告）號: CN110277974A
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發明（設計）人: 周波;王檸琳;李昌錕;錢力
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H03H7/01
• 分類號: H03H7/01
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 王素琴

本發明涉及帶通濾波器領域，具體地說，是一種基于慢波諧振器的末端耦合緊湊型LTCC濾波器。主要包括濾波器本體，所述濾波器總體尺寸為15×2×0.3mm，所述濾波器本體由五節長度為半波長的諧振器級聯構成，所述級聯結構為級聯多段拓撲結構，所述諧振器為慢波結構，所述慢波結構由電感電容級聯構成，所述慢波結構通過減小線寬可獲得電感，而增加線寬可獲得電容，因此可以減小半波長諧振器的長度。每個諧振器都采用慢波結構，以減小其長度，實現小型化，同時尺寸與與傳統的實現相比尺寸減少了60％，同時得到了4％的相對帶寬。

技術領域

本發明涉及帶通濾波器領域，具體地說，是一種基于慢波諧振器的末端耦合緊湊型LTCC濾波器。

背景技術

窄帶帶通濾波器在軍用相控陣雷達前端系統中的應用越來越廣泛。窄帶帶通濾波器可以采用組合結構，高溫超導（HTS）技術，空腔諧振器，開路/短路短截線，慢波諧振器和末端耦合諧振器[1-3]構建。由于半波長諧振器的長度沒有減小，[1-2]中的帶通濾波器僅實現了約2％的尺寸的減小。盡管[4]中的帶通濾波器在低溫共燒陶瓷（LTCC）基板中使用堆疊結構實現了80％的尺寸減小，但[4]中帶通濾波器的輸入和輸出端口分別位于在頂部和底部，因此難以安裝或焊接在PCB板上。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明由五節長度為半波長的諧振器級聯構成，每個諧振器都采用慢波結構，以減小其長度，實現小型化，該帶通濾波器的總體尺寸僅為15×2×0.3mm，與傳統的實現相比尺寸減少了60％，同時得到了4％的相對帶寬。

為了實現上述目的，本發明采用的具體技術方案如下：

一種基于慢波諧振器的末端耦合緊湊型LTCC濾波器，主要包括濾波器本體，所述濾波器總體尺寸為15×2×0.3mm，所述濾波器本體由五節長度為半波長的諧振器級聯構成，所述級聯結構為級聯多段拓撲結構，所述諧振器為慢波結構，所述慢波結構由電感電容級聯構成，所述慢波結構通過減小線寬可獲得電感，而增加線寬可獲得電容，因此可以減小半波長諧振器的長度，對于給定的傳輸線，理想的特征阻抗Z₀和相速度Vp為以下公式：

(1)

(2)

(3)

本發明進一步改進，諧振器級聯埋在3層LTCC基板中，所述LTCC基板分為層1、層2、層3，所述諧振器1和5放置于層1，諧振器2和4放置于層2，諧振器3放置于層3，底層為接地信號層，輸入和輸出端口分別為諧振器1和5。

本發明進一步改進，每個諧振器的特征阻抗為50Ω，電氣長度為中心頻率8GHz的半波長長度。

本發明進一步改進，相鄰諧振器之間的寬邊端耦合強度由重疊區域控制。諧振器之間的耦合效應越弱，可以獲得的頻帶特性就越窄。由于每個諧振器是半波長的，所以慢波結構可用于減小每個諧振器的長度。由于使用了改進的慢波諧振器，每個諧振器的長度減少了約60％。

本發明的有益效果：該濾波器由五節長度為半波長的諧振器級聯構成，每個諧振器都采用慢波結構，以減小其長度，實現小型化。該帶通濾波器的總體尺寸僅為15×2×0.3mm，與傳統的實現相比尺寸減少了60％，同時得到了4％的相對帶寬。

附圖說明

圖1為慢波結構半波長諧振器的結構圖。

圖2為慢波結構半波長諧振器的等效電路圖。

圖3為此帶通濾波器的示意圖。

圖4為此濾波器理想電氣模型的示意圖。