小型化宽阻带抑制ltcc低通滤波器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种小型化宽阻带抑制LTCC低通滤波器，其结构包括一个输入端口P1、一个输出端口P2、第一个外部侧印地GF、第二个外部侧印地GB、第一个电感L1、第一个电容C1、第二个电感L2、第二个电容C2、第三个电感L3、第三个电容C3、内部地面G、印刷标记M。本发明所提供的低通滤波器，截止频率为2400MHz，基于具有一个传输零点的低通滤波器为原型，合理利用了结构内部的电磁耦合效应，形成了两个寄生传输零点，从而以较少的滤波器级数实现了良好的微波特性。本发明具有结构紧凑、尺寸小、带内特性好、带外抑制高、阻带宽度大等显著优点，采用贴片封装形式，方便集成，应用前景广阔。
【专利说明】小型化宽阻带抑制LTCC低通滤波器
【技术领域】
[0001]本发明涉及的是一种基于LTCC技术的带外抑制度高、阻带抑制范围宽、通带内损耗低的小型化低通滤波器，属于微波【技术领域】。
【背景技术】
[0002]LTCC技术由于具备高集成密度、高性能、高可靠性等优点，逐渐成为微波无源器件和射频系统级封装的主流技术，对微波无源器件的小型化起到了极大的推动作用。
[0003]随着微波系统的急速发展，对滤波器高性能、高可靠性、小型化等的要求也越来越苛刻，其性能的优劣极大程度上决定了系统的工作质量。另外，现代通信的发展使得微波频谱资源日趋紧张，这同样对滤波器提出了更高的要求。
[0004]低通滤波器作为滤波器的重要组成之一，主要应用于发射端前级和接收端后级，以滤除不需要的高频信号。除了要求有良好的带内特性外，对于低通滤波器而言，带外抑制也同样是一个重要的指标。另外，低通滤波器会产生寄生通带，使得系统接收到的不仅包含所需要的信号，还存在其他的干扰信号，同时，当前各个微波频段被相继开发使用，从提高系统可靠性的角度而言，还必须要求低通滤波器具有宽的阻带抑制范围。
【发明内容】
[0005]本发明提出的是一种小型化宽阻带抑制LTCC低通滤波器，其目的旨在克服当前低通滤波器的研制现状及存在的问题。
[0006]本发明的技术解决方案:其结构包括一个输入端口、一个输出端口、第一个外部侧印地、第二个外部侧印地、第一个电感、第二个电感、第三个电感、第一个电容、第二个电容、第三个电容、内部地面、印刷标记。
[0007]本发明的优点:1)通带内损耗低；利用了结构内部的电磁耦合效应从而以较少的滤波器级数达到了良好的带外抑制效果，并有很宽的阻带抑制范围；2)较少的滤波器级数简化了电路结构，降低了加工难度，易于批量生产；3)尺寸小，结构紧凑。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1是小型化宽阻带抑制LTCC低通滤波器的结构图。
[0009]图2是小型化宽阻带抑制LTCC低通滤波器的电路图。
[0010]图3是小型化宽阻带抑制LTCC低通滤波器的微波特性曲线图。
【具体实施方式】
[0011]如图1所示，小型化宽阻带抑制LTCC低通滤波器，其结构包括:一个输入端口 P1、一个输出端口 P2、第一个外部侧印地GF、第二个外部侧印地GB、第一个电感L1、第二个电感L2、第三个电感L3、第一个电容Cl、第二个电容C2、第三个电容C3、内部地面G、印刷标记M。
[0012]所述第一个电感L1、第二个电感L2以及第三个电感L3均以圆弧形传输线以层叠的形式构成，每层线圈之间通过圆柱形通孔连接，其电感值的大小可以通过调节各层传输线的长度来完成。第一个电容Cl、第二个电容C2以及第三个电容C3均是采用了金属-介质-金属形式的平板电容，其电容值的大小可以通过调节平板的面积以及平板间距来完成。
[0013]所述第二个电感L2与第二个电容C2构成了 一个并联谐振单元，从而能够形成一个传输零点。当发生谐振时，第二个电感L2与第二个电容C2的并联导纳为零，电路呈开路状态，在谐振频率处将能量全部反射回去，由此提高阻带的抑制程度。通过调节第二个电感L2的电感值大小以及第二个电容C2的电容值大小来调整谐振频率，即传输零点的位置，以满足阻带的抑制要求。
[0014]所述第一个电容Cl与第三个电容C3之间的电磁耦合效应会产生一个耦合电容C13，其与第二个电感L2又构成一个并联谐振单元，从而会形成额外的一个传输零点，该传输零点的位置可以通过调节第一个电容Cl与第三个电容C3之间的距离以及第二个电感L2的电感值大小来完成，该传输零点的出现再次提高了阻带的抑制程度，同时也为阻带范围的拓宽提供了帮助。
[0015]所述第一个电感LI与第二个电感L2之间由于电磁耦合的关系会产生一个耦合电感L12，同样，第三个电感L3与第二个电感L2之间也会产生一个耦合电感L32。耦合电感L12与第二个电容C2能够形成一个并联谐振单元，同样，耦合电感L32与第二个电容C2也能够形成一个并联谐振单元，由于内部结构的对称性，由第一个电感LI和第二个电感L2产生的耦合电感L12与由第三个电感L3和第二个电感L2产生的耦合电感L32的电感值大小相等，因此两个并联谐振单元产生的传输零点位置重叠，由于该传输零点的存在再次提高了阻带的抑制，拓宽了阻带宽度。
[0016]如图2所示，输入端口 Pl与第一个电感LI的输入端相接，输出端口 P2与第三个电感L3的输出端相接,第一个电感LI的输出端与第一个电容Cl的输入端相接,第三个电感L3的输入端与第三个电容C3的输入端相接，第二个电感L2的输入端与第二个电容C2的输入端相接，同时与第一个电感LI和第一个电容Cl的接点相连,第二个电感L2的输出端与第二个电容C2的输出端相接，同时与第三个电感L3和第三个电容C3的接点相连。
[0017]如图3所示，本发明一种小型化宽阻带抑制LTCC低通滤波器的截止频率为2400MHz，通带内最大损耗为0.5dB,阻带抑制分别在3650MHz、5960MHz和7000MHz处达到46dB、64dB 和 52dB，从 7200MHz 到 12000MHz 的阻带抑制均大于 20dB。
[0018]本发明一种小型化宽阻带抑制LTCC低通滤波器的整体尺寸为
3.2mmX 1.6mmX Imm0
【权利要求】
1.小型化宽阻带抑制LTCC低通滤波器，其特征在于:包括一个输入端口、一个输出端口、第一个外部侧印地、第二个外部侧印地、第一个电感、第一个电容、第二个电感、第二个电容、第三个电感、第三个电容、内部地面、印刷标记。
2.根据权利要求1所述的小型化宽阻带抑制LTCC低通滤波器，其特征在于:所述的输入端口与第一个电感的输入端相接，输出端口与第三个电感的输出端相接，第一个电感的输出端与第一个电容的输入端相接，第三个电感的输入端与第三个电容的输入端相接，第二个电感的输入端与第二个电容的输入端相接，同时与第一个电感和第一个电容的接点相连，第二个电感的输出端与第二个电容的输出端相接，同时与第三个电感和第三个电容的接点相连；所述的第一个电容、第二个电容和第三个电容均为金属-介质-金属形式的平板电容；所述的第一个电感、第二个电感和第三个电感均是由圆弧形传输线以多层层叠的形式构成，圆弧形线圈层与层之间以圆柱通孔相连。
3.根据权利要求1所述的小型化宽阻带抑制LTCC低通滤波器，其特征在于:该低通滤波器是左右对称的结构，即第一个电感与第三个电感相同，第一个电容与第三个电容相同。
4.根据权利要求1所述的小型化宽阻带抑制LTCC低通滤波器，其特征在于:所述的内部地面位于整个滤波器内部的最底层，内部地面中间两侧突出部分分别与第一个外部侧印地和第二个外部侧印地相接。
5.根据权利要求1所述的小型化宽阻带抑制LTCC低通滤波器，其特征在于:印刷标记位于整个滤波器的最顶层，用以标明滤波器的正反。
6.根据权利要求1所述的小型化宽阻带抑制LTCC低通滤波器，其特征在于:整个滤波器的尺寸为 3.2mmX 1.6mmX 1mm。
7.根据权利要求1所述的小型化宽阻带抑制LTCC低通滤波器，其特征在于:所述第二个电感与第二个电容构成了一个A并联谐振单元，从而能够形成一个传输零点；当发生谐振时，第二个电感与第二个电容的并联导纳为零，电路呈开路状态，在谐振频率处将能量全部反射回去，由此提高阻带的抑制程度。
8.根据权利要求1所述的小型化宽阻带抑制LTCC低通滤波器，其特征在于:所述第一个电容与第三个电容之间的电磁耦合效应会产生一个耦合电容，其与第二个电感又构成一个B并联谐振单元，从而会形成额外的一个传输零点，该传输零点的出现再次提高了阻带的抑制程度，同时也为阻带范围的拓宽提供了帮助。
9.根据权利要求1所述的小型化宽阻带抑制LTCC低通滤波器，其特征在于:所述第一个电感与第二个电感之间由于电磁耦合的关系会产生A耦合电感，同样，第三个电感与第二个电感之间产生另一个B耦合电感，A耦合电感与第二个电容能够形成一个C并联谐振单元，同样，B耦合电感与第二个电容也能够形成一个D并联谐振单元，由于内部结构的对称性，由第一个电感和第二个电感产生的A耦合电感与由第三个电感和第二个电感产生的B耦合电感的电感值大小相等，因此C、D两个并联谐振单元产生的传输零点位置重叠，由于该传输零点的存在再次提高了阻带的抑制，拓宽了阻带宽度。
10.根据权利要求1所述的小型化宽阻带抑制LTCC低通滤波器，其特征在于:LTCC低通滤波器的截止频率为2400MHz，通带内最大损耗为0.5dB,阻带抑制分别在3650MHz、5960MHz和7000MHz处达到46dB、64dB和52dB，从7200MHz到12000MHz的阻带抑制均大于20dB。
【文档编号】H03H7/01GK103986435SQ201410146067
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年4月14日 优先权日:2014年4月14日
【发明者】郑琨, 徐利 申请人:中国电子科技集团公司第五十五研究所