基于ltcc开关型带通滤波器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种带通滤波器，具体是一种基于LTCC开关型带通滤波器。
【背景技术】
[0002]如今无论是军用的雷达、电子探测、电子对抗等，还是民用的手机通信、电视、遥控，都需要将电子信号分配处理，这就需要用到一种重要的微波无源器件一滤波器。随着移动通信、卫星通信及国防电子系统的微型化的迅速发展，高性能、低成本和小型化已经成为目前微波/射频领域的发展方向，对滤波器的性能、尺寸、可靠性和成本均提出了更高的要求。在一些国防尖端设备中，现在的使用频段已经相当拥挤，所以卫星通信等尖端设备向着毫米波波段发展，所以微波毫米波波段功分器器已经成为该波段接收和发射支路中的关键电子部件，描述这种部件性能的主要指标有:通带工作频率范围、通带插入损耗、输出端口相位差、、通带输入/输出电压驻波比、插入相移和时延频率特性、温度稳定性、体积、重量、可靠性等。
[0003]低温共烧陶瓷是一种电子封装技术，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。LTCC技术在成本、集成封装、布线线宽和线间距、低阻抗金属化、设计多样性和灵活性及高频性能等方面都显现出众多优点，已成为无源集成的主流技术。其具有高Q值，便于内嵌无源器件，散热性好，可靠性高，耐高温，冲震等优点，利用LTCC技术，可以很好的加工出尺寸小，精度高，紧密型好，损耗小的微波器件。利用其三维集成结构特点，可以实现基于LTCC开关型带通滤波器。
[0004]目前国内外对带通滤波器进行了大量的研究，低频段占用体积太大，集成度不高，已远远不能满足小型化的要求。此外，目前的大多数滤波器，如果要抑制通带附近的杂波频率，阻带内的衰减就显得不足了。因此，如何实现具有滤波特性好的微型带通滤波器，已成为业界急需解决的问题之一。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题在于提供一种通带内插入损耗小、可靠性高、集成度高、尺寸小的基于LTCC开关型带通滤波器。
[0006]本发明解决上述技术问题所采取的技术方案如下:一种基于LTCC开关型带通滤波器，它由单刀双掷开关芯片WKD102010040和两个带通滤波器组成，第一带通滤波器包括一个输入端口、一个输出端口、输入电感、输出电感、第一螺旋电感、第二螺旋电感、第三螺旋电感、第四螺旋电感、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、一个级间耦合电容、一个Z字形交叉耦合电容以及接地板。其中输入端口与输入电感连接，输出端口与输出电感连接，输入电感的另一端与第一螺旋电感的输入端连接，第一螺旋电感输出端与第一电容的输入极板相连接，第二螺旋电感的输出端与第二电容的输入极板相连接，第三螺旋电感的输出端与第三电容的输入极板相连接，第四螺旋电感的输出端与第四电容的输入极板相连接，输出电感的另一端与第四螺旋电感的输出端连接。其中Z字形交叉耦合电容位于第一螺旋电感、第一电容、第四螺旋电感和第四电容的上方，两端分别与地相连。级间耦合电容位于第二电容和第三电容的下方，与其它元件无连接。第二带通滤波器2包括一个输入端口、一个输出端口、输入电感、输出电感、第一螺旋电感、第二螺旋电感、第三螺旋电感、第四螺旋电感、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、一个级间耦合电容、一个Z字形交叉耦合电容以及接地板。其中输入端口与输入电感连接，输出端口与输出电感连接，输入电感的另一端与第一螺旋电感的输入端连接，第一螺旋电感输出端与第一电容的输入极板相连接，第二螺旋电感的输出端与第二电容的输入极板相连接，第三螺旋电感的输出端与第三电容的输入极板相连接，第四螺旋电感的输出端与第四电容的输入极板相连接，输出电感的另一端与第四螺旋电感的输出端连接。其中Z字形交叉耦合电容位于第一螺旋电感、第一电容、第四螺旋电感和第四电容的上方，两端分别与地相连。级间耦合电容位于第二电容和第三电容的下方，与其它元件无连接。开关芯片WKD102010040的第一输出端口与第一带通滤波器的输入端口连接，开关芯片的第二输出端口与第二带通滤波器的输入端口连接。
[0007]本发明的有益效果如下:两个带通滤波器均使用了多层介质基板，充分利用了三维多层空间，从而显著减小了元件所需体积，并且该发明在不提高通带内插入损耗的前提下大大的增加了带外抑制度。
[0008]与现有技术相比，由于本发明采用低损耗低温共烧陶瓷材料和三维立体集成，所带来的显著优点是:(1)带外抑制大、插损小；(2)体积小、重量轻、可靠性高；(3)使用安装方便，可以使用全自动贴片机安装和焊接；(4)成本低、电路实现结构简单，可实现大批量生产。
【附图说明】
[0009]图1 (a)是本发明基于LTCC开关型带通滤波器的结构示意图；
图1 (b)是本发明基于LTCC开关型带通滤波器中带通滤波器I的结构示意图；
图1 (c)是本发明基于LTCC开关型带通滤波器中带通滤波器2的结构示意图。
图2是本发明基于LTCC开关型带通滤波器中带通滤波器I的插入损耗和驻波的仿真曲线。
[0010]图3是本发明基于LTCC开关型带通滤波器中带通滤波器2的插入损耗和驻波的仿真曲线。
【具体实施方式】
[0011]
下面结合附图对本发明进行详细描述。
[0012]如图1所示，本发明是一种LTCC开关型带通滤波器，两滤波器均采用了多层结构实现，具有带通滤波的功能。
[0013]结合图1 (a)、(b)、(c)，本发明一种LTCC开关型带通滤波器，它由单刀双掷开关芯片WKD102010040和两个带通滤波器组成。带通滤波器I包括一个输入端口 Pinl、一个输出端口 Poutl、输入电感Linl、输出电感Loutl、第一螺旋电感L1、第二螺旋电感L2、第三螺旋电感L3、第四螺旋电感L4、第一电容Cl、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、一个级间耦合电容W1、一个Z字形交叉耦合电容Zl以及接地板GND。其中输入端口 Pinl与输入电感Linl连接，输出端口 Poutl与输出电感Loutl连接，输入电感Linl的另一端与第一螺旋电感LI的输入端连接，第一螺旋电感LI输出端与第一电容(Cl)的输入极板相连接，第二螺旋电感L2的输出端与第二电容C2的输入极板相连接，第三螺旋电感L3的输出端与第三电容C3的输入极板相连接，第四螺旋电感L4的输出端与第四电容C4的输入极板相连接，输出电感Loutl的另一端与第四螺旋电感L4的输出端连接。其中Z字形交叉耦合电容Zl位于第一螺旋电感L1、第一电容Cl、第四螺旋电感L4和第四电容C4的上方，两端分别与地相连。级间耦合电容Wl位于第二电容C2和第三电容C3的下方，与其它元件无连接。带通滤波器2包括一个输入端口 Pin2、一个输出端口 Pout2、输入电感Lin2、输出电感Lout2、第一螺旋电感L5、第二螺旋电感L6、第三螺旋电感L7、第四螺旋电感L8、第一电容C5、第二电容C6、第三电容C7、第四电容C8、一个级间耦合电容W2、一个Z字形交叉耦合电容Z2以及接地板GND。其中输入端口 Pin2与输入电感Lin2连接，输出端口 Pout2与输出电感Lout2连接，输入电感Lin2的另一端与第一螺旋电感L5的输入端连接，第一螺旋电感L5输出端与第一电容(C5)的输入极板相连接，第二螺旋电感L6的输出端与第二电容C6的输入极板相连接，第三螺旋电感L7的输出端与第三电容C7的输入极板相连接，第四螺旋电感L8的输出端与第四电容C8的输入极板相连接，输出电感Lout2的另一端与第四螺旋电感L8的输出端连接。其中Z字形交叉耦合电容Z位于第一螺旋电感L5、第一电容C5、第四螺旋电感L8和第四电容C8的上方，两端分别与地相连。级间耦合电容W2位于第二电容C5和第三电容C7的下方，与其它元件无连接。开关芯片的第一输出端口 RFoutl与带通滤波器I的输入端口 Pinl连接，开关芯片的第二输出端口 RFout2与带通滤波器2的输入端口 Pin2连接。
[0014]结合图1 (a)、(b)、(c)，一种LTCC开关型带通滤波器，其特征在于:所述的带通滤波器I的第一螺旋电感L1、第二螺旋电感L2、第三螺旋电感L3、第四螺旋电感L4和带通滤波器2的第一螺旋电感L5、第二螺旋电感L6、第三螺旋电感L7、第四螺旋电感L8主要是通过一定长度且宽度较窄的传输线来构成，采用了叠层结构，层间通过圆柱通孔相连，使其在垂直方向上的延伸缩减了水平方向上的延伸，从而减小了水平方向的面积从而缩小了整个器件的体积。
[0015]结合图1 (a)、(b)、(c)，本发明LTCC开关型带通滤波器，其中带通滤波器I和带通滤波器2均采用了四级并联谐振，两滤波器耦合原理相同，以带通滤波器I来说明，带通滤波器I四个谐振腔之间既存在感性耦合又存在容性耦合。第一螺旋电感LI和第一电容Cl构成了带通滤波器的第一级并联谐振单元，第二螺旋电感L2和第二电容C2构成了带通滤波器的第二级并联谐振单元，第三螺旋电感L3和第一电容C3构成了带通滤波器的第三级并联谐振单元，第四螺旋电感L4和第一电容C4构成了带通滤波器的第四级并联谐振单元，。第一级谐振单元和第二级谐振单元通过螺旋电感L1、第二螺旋电感L2形成的耦合电感和第一电容Cl、第二电容C2形成的耦合电容进行耦合，第二级谐振单元和第三级谐振单元通过第二螺旋电感L2、第三螺旋电感L3形成的耦合电感和第二电容C2、第三电容C3形成的耦合电容进行耦合，第三级谐振单元和第四级谐振单元通过第三螺旋电感L3、第四螺旋电感L4形成的耦合电感和第三电容C3、第四电容C4形成的耦合电容进行耦合，Z字形交叉耦合电容Zl在第一级并联谐振单元和第四级并联谐振单元之间引入了一个交叉耦合电容，从而在通带内两侧各引入了一个传输零点，级间耦合电容Wl在第二电容C2和第三电容C3之间引入两人一个耦合电容，以此来加强第二谐振单元和第三谐振单元间的耦合强度。
[0016]结合图1 (a)、(b)、(C)，本发明是一种LTCC开关型带通滤波器，其中可以通过改变第一级谐振单元和第二级谐振单元、第二级谐振单元和第三级谐振单元、第三级谐振