一种小型化低温共烧陶瓷双工器的制作方法

1.本发明涉及一种小型化低温共烧陶瓷双工器。


背景技术：

2.双工器是异频双工电台，中继台的主要配件，其作用是将发射和接收讯号相隔离，保证接收和发射都能同时正常工作。它是由两组不同频率的高频通带滤波器组成，避免本机发射信号传输到接收机。在双工器的应用上，不仅要求双工器的低通带滤波结构（即低频通带滤波器）能带外高抑制，而且要求整个双工器的体积尽可能小，能小型化。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种小型化低温共烧陶瓷双工器，包括：陶瓷基体，设于陶瓷基体外侧壁上的第一接地端口、公共端口、第二接地端口、高频带通输出端口、第三接地端口和低频段输出端口，以及设于陶瓷基体内部的多个电路层；所述陶瓷基体的介电常数为40，介质损耗小于0.001；所述高频带通输出端口、第三接地端口和低频段输出端口位于陶瓷基体的同一侧，且第三接地端口位于高频带通输出端口和低频段输出端口之间；第一接地端口位于低频段输出端口对侧，且第一接地端口与低频段输出端口正对；公共端口位于第三接地端口对侧，且公共端口与第三接地端口正对；第二接地端口位于高频带通输出端口对侧，且第二接地端口与高频带通输出端口正对；所述陶瓷基体内部介于公共端口与低频段输出端口之间设有用于分离出低频段信号的低通带滤波结构（即低频通带滤波器）；所述陶瓷基体内部介于公共端口与高频带通输出端口之间设有用于分离出高频段带通信号的高通带滤波结构（即高频通带滤波器）；所述低通带滤波结构位于高通带滤波结构下方；所述多个电路层包括由下至上依次设置的六个电路层：第一电路层至第六电路层；所述低通带滤波结构包括：靠近公共端口的第一电容结构，靠近低频段输出端口的第三电容结构，靠近第二接地端口的第四电容结构，靠近第一接地端口的第五电容结构，位于第四电容结构和高频带通输出端口之间的第一电感结构，位于第一电感结构上方的第二电感结构，靠近第三接地端口的第四电感结构，位于第一电容结构和第四电感结构之间的第二电容结构，以及位于第三电容结构和第五电容结构之间的第三电感结构；所述第一电容结构包括：位于第二电路层的第一电容基片，以及位于第四电路层的第二电容基片；第一电容基片、第二电容基片都与公共端口电连接；所述第二电容结构包括：位于第三电路层的第三电容基片，以及位于第四电路层的第四电容基片；所述第三电容结构包括：位于第二电路层的第五电容基片，位于第三电路层的第
六电容基片，位于第四电路层的第七电容基片，位于第五电路层的第八电容基片，以及位于第六电路层的第九电容基片；第五电容基片、第七电容基片、第九电容基片都与低频段输出端口电连接；所述第四电容结构包括：位于第二电路层的第十电容基片；所述第五电容结构包括：位于第一电路层的第十一电容基片，位于第二电路层的第十二电容基片，位于第三电路层的第十三电容基片，位于第四电路层的第十四电容基片，位于第五电路层的第十五电容基片，以及位于第六电路层的第十六电容基片；第十二电容基片、第十四电容基片、第十六电容基片都与第一接地端口电连接；所述第一电感结构包括：位于第一电路层的第一微带电感；第一微带电感的一端与第十电容基片电连接；所述第二电感结构包括：由第二电路层向上延伸至第五电路层的第一螺旋电感；第一螺旋电感位于第二电路层的始端与第三接地端口电连接；第一螺旋电感位于第五电路层的终端通过第一过孔与第一微带电感的另一端、第三电容基片电连接；所述第三电感结构包括：位于第四电路层的第二微带电感；第二微带电感的一端与第四电容基片电连接；第二微带电感的另一端通过第二过孔与第十一电容基片、第十三电容基片、第十五电容基片电连接；所述第四电感结构包括：由第二电路层向上延伸至第五电路层的第二螺旋电感；第二螺旋电感位于第二电路层的始端与第三接地端口电连接；第二螺旋电感位于第五电路层的终端与第八电容基片电连接；且第二螺旋电感位于第五电路层的终端通过第三过孔与第二微带电感、第六电容基片电连接。
4.优选的，所述第一接地端口与低频段输出端口对称设置。
5.优选的，所述公共端口与第三接地端口对称设置。
6.优选的，所述第二接地端口与高频带通输出端口对称设置。
7.优选的，所述第一微带电感呈u形。
8.优选的，整个小型化低温共烧陶瓷双工器的尺寸为1.6mm
×
0.8mm
×
0.6mm。
9.本发明的优点和有益效果在于：提供一种小型化低温共烧陶瓷双工器，其低通带滤波结构采用2阶的设计，在带外形成2个传输零点，可达到带外高抑制的要求；且低温共烧陶瓷双工器可达到小型化的目的，可大批量生产。
10.本发明采用微波低损耗介质陶瓷，介电常数40，介质损耗小于0.001的介质材料在添加一定比例的粘合剂、分散剂和溶剂后，通过流延工艺形成生瓷材料。所需要的微带线、金属层通过在生瓷片表面印刷形成图案。多层结构叠压在一起，再通过切割烧结成瓷，最后制做成产品。
11.结构中构成电容的方式是平行板电容。
12.结构中构成电感的方式有微带电感、螺旋线电感。
13.双工器通带内插损低于1.5db。
附图说明
14.图1是本发明小型化低温共烧陶瓷双工器的封装示意图；图2和图3是本发明小型化低温共烧陶瓷双工器的低通带滤波结构示图；
图4是本发明小型化低温共烧陶瓷双工器的低通带滤波结构的等效电路图。
具体实施方式
15.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
16.本发明具体实施的技术方案是：如图1至图3所示，本发明提供一种小型化低温共烧陶瓷双工器，整体尺寸为1.6mm
×
0.8mm
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0.6mm，包括：陶瓷基体100，设于陶瓷基体100外侧壁上的第一接地端口p1、公共端口p2、第二接地端口p3、高频带通输出端口p4、第三接地端口p5和低频段输出端口p6，以及设于陶瓷基体100内部的多个电路层；所述陶瓷基体100的介电常数为40，介质损耗小于0.001；所述高频带通输出端口p4、第三接地端口p5和低频段输出端口p6位于陶瓷基体100的同一侧，且第三接地端口p5位于高频带通输出端口p4和低频段输出端口p6之间；第一接地端口p1位于低频段输出端口p6对侧，且第一接地端口p1与低频段输出端口p6正对且对称设置；公共端口p2位于第三接地端口p5对侧，且公共端口p2与第三接地端口p5正对且对称设置；第二接地端口p3位于高频带通输出端口p4对侧，且第二接地端口p3与高频带通输出端口p4正对且对称设置；所述陶瓷基体100内部介于公共端口p2与低频段输出端口p6之间设有用于分离出低频段信号的低通带滤波结构（即低频通带滤波器）；所述陶瓷基体100内部介于公共端口p2与高频带通输出端口p4之间设有用于分离出高频段带通信号的高通带滤波结构（即高频通带滤波器）；所述低通带滤波结构位于高通带滤波结构下方；本发明主要提供一种新的低通带滤波结构，本发明没有对双工器的高通带滤波结构（即高频通带滤波器）进行改进，本领域技术人员可以根据需要自行确定双工器的高通带滤波结构（即高频通带滤波器），故本发明不对高通带滤波结构进行详述；具体的，所述多个电路层包括由下至上依次设置的六个电路层：第一电路层至第六电路层；所述低通带滤波结构包括：靠近公共端口p2的第一电容结构11，靠近低频段输出端口p6的第三电容结构13，靠近第二接地端口p3的第四电容结构14，靠近第一接地端口p1的第五电容结构15，位于第四电容结构14和高频带通输出端口p4之间的第一电感结构21，位于第一电感结构21上方的第二电感结构22，靠近第三接地端口p5的第四电感结构24，位于第一电容结构11和第四电感结构24之间的第二电容结构12，以及位于第三电容结构13和第五电容结构15之间的第三电感结构23；所述第一电容结构11包括：位于第二电路层的第一电容基片301，以及位于第四电路层的第二电容基片302；第一电容基片301、第二电容基片302都与公共端口p2电连接；所述第二电容结构12包括：位于第三电路层的第三电容基片303，以及位于第四电路层的第四电容基片304；所述第三电容结构13包括：位于第二电路层的第五电容基片305，位于第三电路层的第六电容基片306，位于第四电路层的第七电容基片307，位于第五电路层的第八电容基
片308，以及位于第六电路层的第九电容基片309；第五电容基片305、第七电容基片307、第九电容基片309都与低频段输出端口p6电连接；所述第四电容结构14包括：位于第二电路层的第十电容基片310；所述第五电容结构15包括：位于第一电路层的第十一电容基片311，位于第二电路层的第十二电容基片312，位于第三电路层的第十三电容基片313，位于第四电路层的第十四电容基片314，位于第五电路层的第十五电容基片315，以及位于第六电路层的第十六电容基片316；第十二电容基片312、第十四电容基片314、第十六电容基片316都与第一接地端口p1电连接；所述第一电感结构21包括：位于第一电路层的第一微带电感401；第一微带电感401呈u形；第一微带电感401的一端与第十电容基片310电连接；所述第二电感结构22包括：由第二电路层向上延伸至第五电路层的第一螺旋电感501；第一螺旋电感501位于第二电路层的始端与第三接地端口p5电连接；第一螺旋电感501位于第五电路层的终端通过第一过孔601与第一微带电感401的另一端、第三电容基片303电连接；所述第三电感结构23包括：位于第四电路层的第二微带电感402；第二微带电感402的一端与第四电容基片304电连接；第二微带电感402的另一端通过第二过孔602与第十一电容基片311、第十三电容基片313、第十五电容基片315电连接；所述第四电感结构24包括：由第二电路层向上延伸至第五电路层的第二螺旋电感502；第二螺旋电感502位于第二电路层的始端与第三接地端口p5电连接；第二螺旋电感502位于第五电路层的终端与第八电容基片308电连接；且第二螺旋电感502位于第五电路层的终端通过第三过孔603与第二微带电感402、第六电容基片306电连接。
17.本发明的低温共烧陶瓷双工器，通过低温共烧陶瓷（ltcc）三维集成技术实现高集成度，（1.6mm
×
0.8mm
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0.6mm）标准封装（0603），可达到小型化的目的，可大批量生产。
18.本发明小型化低温共烧陶瓷双工器的等效电路图如图4所示，其中：电容c1主要由第一电容结构11构成；电容c2主要由第二电容结构12构成；电容c3主要由第三电容结构13构成；电容c4主要由第四电容结构14构成；电容c5主要由第五电容结构15构成；电感l1主要由第一电感结构21构成；电感l2主要由第二电感结构22构成；电感l3主要由第三电感结构23构成；电感l4主要由第四电感结构24构成；电容c1为低频的输入电容；电容c3为低频的输出电容；电感l1与电容c4形成一个传输极点；电感l3与电容c5形成低通带的另一个传输极点。
19.本发明小型化低温共烧陶瓷双工器（即低频通带滤波器）采用2阶的设计，在带外形成2个传输零点，可达到带外高抑制的要求。
20.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰
也应视为本发明的保护范围。