一种X波段与Ku波段混频双工滤波器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及滤波器技术领域，具体而言涉及一种X波段与Ku波段混频双工滤波器。
【背景技术】
[0002]随着电子产业的迅猛发展，电子元件集成化、模组化、高性能、低成本已经成为国内外射频领域的发展方向，同时随着电子设备工作频率的迅速提高，电磁干扰的频率也越来越高，迫切需要一种能对辐射干扰的高频信号有较大衰减的滤波器，这也对微波滤波器的综合性能提出了更高的要求。这种双工滤波器的主要指标有:通带插入损耗、通带回波损耗、矩形系数、时延频率特性、阻带衰减、通带电压驻波比、品质因数等。双工滤波器可以吸收掉不需要混频段信号，将所需要的两种不同频段的信号输出。而其加工工艺有很多种类，近年来国内外大多采用的是低温共烧陶瓷技术。
[0003]低温共烧陶瓷(LTCC)是近年发展起来的整合组件技术，已经成为无源集成的主流技术，成为无源元件领域的发展方向。其采用多层陶瓷技术，能够将无源元件内置于介质基板内部，同时也可以将有源元件贴装于基板表面制成无源/有源集成的功能模块。利用LTCC制备片式无源集成器件和模块有许多优点，陶瓷材料具有优良的高频高品质特性，使用电导率高的金属材料作为导体，有利于系统的品质因子，也可适应大电流及耐高温的要求，其可将无源组件埋入多层电路基板，有利于提高系统组装密度，易于实现多层布线与封装一体化结构，可提高可靠性、耐高温、高湿等恶劣环境，采用非连续式的生产工艺，便于基板烧成前对每一层布线和互联通孔进行质量检测，降低成本。由于LTCC技术具有三维立体集成优势，在微波频段被广泛用来制造各种微波无源元件，实现无源元件的高度集成。基于LTCC工艺的叠层技术，可以实现三维集成，从而使各种微型微波滤波器具有隔离度好、尺寸小、重量轻、性能优、可靠性高、批量生产性能一致性好及低成本等诸多优点，利用其三维集成结构特点，可以实现双工滤波器。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于实现一种由带状线结构实现的隔离度好、体积小、耐高温、低成本、高品质、稳定性好、可靠性高、材料一致性好、成品率高、环保性好的双工滤波器。
[0005]本发明的上述目的通过独立权利要求的技术特征实现，从属权利要求以另选或有利的方式发展独立权利要求的技术特征。
[0006]为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下:
[0007]一种X波段与Ku波段混频双工滤波器，由X波段的微波滤波器与Ku波段的微波滤波器与电感电容隔离电路组成，其中:
[0008]第一微波滤波器包括50欧姆阻抗第一输入端口、第一输入电感、第一级并联谐振单元、第二级并联谐振单元、第三级并联谐振单元、第四级并联谐振单元、第五级并联谐振单元、第一输出电感、第一 Z形级间耦合带状线、第一接地电容、第二接地电容、50欧姆阻抗第一输出端口和接地端。各级并联谐振单元均由两层平行带状线组成，第一层由第一带状线、第三带状线、第五带状线、第七带状线、第九带状线组成，第二层由第二带状线、第四带状线、第六带状线、第八带状线、第十带状线组成，其中，50欧姆阻抗第一输入端口与第一输入电感的一端连接，第一输入电感的另一端与第一级并联谐振单元的第二层的第二带状线连接，第一输出电感的一端与第五级并联谐振单元的第二层的第十带状线连接，50欧姆阻抗第一输出端口与第一输出电感的另一端连接，第一 Z形级间耦合带状线位于并联谐振单元的下方，第一接地电容位于第一输入端口的上方。第二接地电容位于第一输出端口的上方。每层带状线接地端相同，一端接地，另一端开路，第二层与第一层接地端相反，第一 Z形级间耦合带状线两端均接地，第一接地电容，一端接地，一端开路，第二接地电容，一端接地，一端开路。
[0009]第二微波滤波器包括50欧姆阻抗第二输入端口、第二输入电感、第一级并联谐振单元、第二级并联谐振单元、第三级并联谐振单元、第四级并联谐振单元、第五级并联谐振单元、第二输出电感、第二 Z形级间耦合带状线、第三接地电容、第四接地电容、50欧姆阻抗第二输出端口和接地端。各级并联谐振单元均由两层平行带状线组成，第一层由第十一带状线、第十三带状线、第十五带状线、第十七带状线、第十九带状线组成，第二层由第十二带状线、第十四带状线、第十六带状线、第十八带状线、第二十带状线组成，其中，50欧姆阻抗第二输入端口与第二输入电感的一端连接，第一级并联谐振单元的第二层的第十二带状线与第二输入电感的另一端连接，第五级并联谐振单元的第二层的第二十带状线与第二输出电感的一端连接，50欧姆阻抗第二输出端口与第二输出电感的另一端连接，第二 Z形级间耦合带状线位于并联谐振单元的下方，第三接地电容位于第二输入电感的上方，第四接地电容位于第二输出电感的上方。每层带状线接地端相同，一端接地，另一端开路，第二层与第一层接地端相反，第二 Z形级间耦合带状线两端均接地，第三接地电容，一端接地，一端开路，第四接地电容，一端接地，一端开路，电感电容隔离电路的电感端与第一滤波器的第一输入端口(Pl)相连接，电容端与第二滤波器的第二输入端口(P3)相连接。
[0010]LTCC是本发明所采用的加工工艺，它所具备的一致性好、精度高、体积小、成本低、可靠性高、温度稳定性好、电性能高等优点是其他加工工艺所不具备的。
[0011]应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的发明主题的一部分。
[0012]结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的【具体实施方式】的实践中得知。
【附图说明】
[0013]附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中:
[0014]图1(a)是本发明某些实施例的X波段与Ku波段混频双工滤波器的外形结构示意图。
[0015]图1(b)是本发明某些实施例的X波段与Ku波段混频双工滤波器的第一微波滤波器的外形及内部结构示意图。
[0016]图1(c)是本发明某些实施例的X波段与Ku波段混频双工滤波器的第二微波滤波器的外形及内部结构示意图。
[0017]图2是本发明某些实施例的X波段与Ku波段混频双工滤波器的第一输出端口与第二输出端口的幅频特性曲线。
[0018]图3是本发明某些实施例的X波段与Ku波段混频双工滤波器的输入端口的回波损耗曲线。
【具体实施方式】
[0019]为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
[0020]在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是应为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本发明公开的一些方面可以单独使用，或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。
[0021]结合图1 (a)、(b)、(c)，本发明一种X波段与Ku波段混频双工滤波器，该双工滤波器的第一微波滤波器(Fl)，即X波段的微波滤波器，包括50欧姆阻抗第一输入端口(Pl)、第一输入电感(Linl)、第一级并联谐振单元(由L11、L21构成)、第二级并联谐振单元(由L12、L22构成)、第三级并联谐振单元(由L13、L23构成)、第四级并联谐振单元(由L14、L24构成)、第五级并联谐振单元(由L15、L25构成)、第一输出电感(Loutl)、第一 Z形级间耦合带状线(Zl)、第一接地电容(Cl)、第二接地电容(C2)、50欧姆阻抗第一输出端口(P2)和接地端。
[0022]各级并联谐振单元均由两层平行带状线组成，第一层由第一带状线(Lll)、第三带状线(L12)、第五带状线(L13)、第七带状线(L14)、第九带状线(L15)组成，第二层由第二带状线(L21)、第四带状线(L22)、第六带状线(L23)、第八带状线(L24)、第十带状线(L25)组成。
[0023]其中，50欧姆阻抗第一输入端口(Pl)与第一输入电感(Linl)的一端连接，第一输入电感(Linl)的另一端与第一级并联谐振单元(Lll、L21)的第二层的第二带状线(L21)连接，第一输出电感(Loutl)的一端与第五级并联谐振单元(L15、L25)的第二层的第十带状线(L25)连接，第一输出电感(Loutl)的另一端与50欧姆阻抗第一输出端口(P2)连接，第一 Z形级间耦合带状线(Zl)位于并联谐振单元的下方，第一接地电容(Cl)位于第一输入电感(Linl)的上方，第二接地电容(C2)位于第一输出电感(Loutl)的上方。
[0024]每层带状线接地端相同，一端接地，另一端开路，第二层与第一层接地端相反，第一Z形级间耦合带状线(Zl)两端均接地，第一接地电容(Cl)，一端接地，一端开路，第二接地电容(C2)，一端接地，一端开路。
[0025]第二微波滤波器(F2)，即Ku波段的微波滤波器，包括50欧姆阻抗第二输入端口(P3)、第二输入电感(Lin2)、第一级并联谐振单元(由L31、L41构成)、第二级并联谐振单元(由L32、L42构成)、第三级并联谐振单元(由L33、L43构成)、第四级并联谐振单元(由L34、L44构成)、第五级并联谐振单元(由L35、L45构成)、第二输出电感(Lout2)、第二 Z形级间耦合带状线(Z2)、第三接地电容(C3)、第四接地电容(C4)