一种基于LTCC的C波段低通滤波器的制作方法

本发明涉及属于滤波器技术领域，特别一种基于ltcc的c波段低通滤波器。

背景技术：

传统的腔体波导低通滤波器一般有腔体、盖板和调试螺钉组成，体积较大重量较重不利于集成，因此低通滤波器在微波电路中的应用受到了诸多限制，而采用由平面传输线形式构成的滤波器能够解决这一缺陷。本发明采用的两个5阶低通滤波器串联，能够实现更宽的阻带，更高的抑制。低通滤波器主要性能指标包括：截止频率、工作带宽、带内波动、带外抑制、驻波比等，低通滤波器在现代微波通信系统中的应用十分广泛，如应用于收发前端滤除信号杂散或者高次谐波等。

ltcc(lowtemperatureco-firedceramic)工艺技术是低温共烧陶瓷技术的简称,是休斯公司于1982年开发的一种新型材料技术，该技术为共烧陶瓷多芯片组件(mcm-c)中的一种多层布线类型的基板技术。其是在800~950°的温度范围内，对含有导体图案和连接通孔的多层生瓷片进行精确对位叠压，然后共同烧结，并且基板表面可以通过挖孔或者表贴安装其它芯片元件，通过过孔与内部无源器件连接成一个整体，从而可以实现高布线密度、高集成度和高性能特点的微波毫米波多层器件、组件和系统。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于ltcc的c波段低通滤波器，通过低温共烧陶瓷（ltcc）三维集成技术实现，具有工作频带宽、带内波动小、带外抑制高、端口驻波小、集成度高、膨胀系数低、可大批量生产等优势。

实现本发明目的的技术方案是：一种基于ltcc的l波段新型宽带平面魔t，包括特征阻抗均为50欧姆的第一端口（p1）、第二端口（p2）、接地层（gnd）、第一屏蔽层（shield1）、第二屏蔽层（shield2）、电感l1的第一短截线（l11）、电感l1的第二短截线（l12）、第一连接柱（h1）、第一连接线（cn1）、电感l2的第一短截线（l21）、电感l2的第二短截线（l22）、第二连接柱（h2）、第二连接线（cn2）、电感l3的第一短截线（l31）、电感l3的第二短截线（l32）、第三连接柱（h3）、第三连接线（cn3）、电感l4的第一短截线（l41）、电感l4的第二短截线（l42）、第四连接柱（h4）、第四连接线（cn4）、电感l5的第一短截线（l51）、电感l5的第二短截线（l52）、第五连接柱（h5）、第五连接线（cn5）、电感l6的第一短截线（l61）、电感l6的第二短截线（l62）、第六连接柱（h6）、第六连接线（cn6）、电容c1的第一层（c11）、电容c1的第二层（c12）、第七连接线（cn7）、第七连接柱（h7）、第八连接线（cn8）、电容c2的第一层（c21）、电容c2的第二层（c22）、第九连接线（cn9）、第九连接柱（h9）、第十连接柱（h10）、第十连接线（cn10）、电容c3的第一层（c31）、电容c3的第二层（c32）、第十一连接线（cn11）、电容c4的第一层（c41）、电容c4的第二层（c42）、第十二连接线（cn12）、第十二连接柱（h12）、第十三连接柱（h13）、第十三连接线（cn13）、电容c5的第一层（c51）、电容c5的第二层（c52）、第十四连接线（cn14）、第十五连接柱（h15）、第十五连接线（cn15）、电容c6的第一层（c61）、电容c6的第二层（c62）、第十六连接线（cn16）、第八连接柱（h8）、第一接地电容（c7）、第十一连接柱（h11）、第二接地电容（c8）、第十四连接柱（h14）、第三接地电容（c9）、第十六连接柱（h16）、第四接地电容（c10）。

整个低通滤波器从上到下依次为电感层、第一电容层、第二电容层、接地层，特征阻抗为50欧姆的第一端口（p1）与第二端口（p2）分别位于左右两端并且左右对称，第一屏蔽层（shield1）与第二屏蔽层（shield2）分别位于前后两端并且前后对称，模型标记（mark）位于最上方。电感层共有6个电感，从左到右依次为电感l1、l2、l3、l4、l5、l6，第一电容地层共有6个电容，从左到右依次为电容c1、c2、c3、c4、c5、c6，第二电容层共有4个电容，从左到右依次为c7、c8、c9、c10。电感l1由第一短截线（l11）通过第一连接柱（h1）与第二短截线（l12）连接构成，第一短截线（l11）与第一端口（p1）连接。电感l1正下方是位于第一电容层的电容c1，电容c1的第一层（c11）通过第六连接线（cn6）与第一端口（p1）相连，电容c1的第一层（c11）下方是第二层（c12），电容c1的第一层（c12）通过第七连接线（cn7）与第七连接柱（h7）相连，第七连接柱（h7）下端与第八连接柱（h8）相连,第八连接柱（h8）下端连接位于第二电容层的接地电容c7；第七连接柱（h7）上端连接第一连接线（cn1），第一连接线（cn1）左端与电感l1的第二短截线（l12）相连，右端与电感l2的第一短截线（l21）相连，电感l2由第一短截线（l21）与第二短截线（l22）通过第二连接柱（h2）相连构成。电感l2正下方是位于第一电容层的电容c2，电容c2的第一层（c21）左端与第八连接线（cn8）相连，第八连接线（cn8）与第七连接柱（h7）下端相连，电容c2的第二层（c22）右端通过第九连接线（cn9）与第十连接柱（h10）相连；第十连接柱下端连接第十一连接柱（h11），第十一连接柱（h11）下端连接位于第二电容层的电容c8；第十连接柱（h10）上端连接第九连接柱（h9），第九连接柱上端连接第二连接线（cn2）,第二连接线（cn2）左端连接电感l2的第二短截线（l22）,右端连接电感l3的第一短截线（l31）,电感l3由第一短截线（l31）与第二短截线（l32）通过第二连接柱（h3）相连构成，第二短截线（l32）与第三连接线（cn3）左端相连。电感l3正下方是位于第一电容层的电容c3，电容c3的第一层（c31）左端与第十连接线（cn10）连接，第十连接线（cn10）左端与第九连接柱（h9）下端相连，电容c3的第二层（c32）右端与第十一连接线（cn11）相连。第三连接线（cn3）右端与电感l4的第一短截线（l41）相连，电感l4由第一短截线（l41）与第二短截线（l42）通过第四连接柱（h4）相连构成，电感l4的正下方是位于第一电容层的电容c4，电容c4的第一层（c41）左端与第十一连接线（cn11）右端相连，第一层的上方是电容c4的第二层（c42），电容c4的第二层（c42）右端与第十二连接线（cn12）相连，第十二连接线（cn12）与第十二连接柱（h12）下端相连，第十二连接柱（h12）上端与第四连接线（cn4）相连，第十二连接柱（h12）下端与第十三连接柱（h13）相连，第十三连接柱（h13）下端与第十四连接柱（h14）相连，第十四连接柱（h14）下端连接位于第二电容层的电容c9。第十二连接柱（h12）上端连接第四连接线（cn4），第四连接线（cn4）左端连接电感l4的第二短截线（l42），右端连接电感l5的第一短截线（l51），电感l5由第一短截线（l51）与第二短截线（l52）通过第五连接柱（h5）相连构成，电感l5正下方是位于第一电容层的电容c5，电容c5的第一层（c51）左端与第十三连接线（cn13）相连，电容c5的第二层（c52）右端与十四连接线（cn14）相连，第十四连接线（cn14）与第十五连接柱（h15）下端相连，第十五连接柱下端连接第十六连接柱（h16），第十六连接柱下端连接位于第二电容层的电容c10；第十五连接柱（h15）上端连接第五连接线（cn5），第五连接线（cn5）左端电感l5的第二短截线（l52），右端连接电感l6的第一短截线（l61），电感l6由第一短截线（l61）与第二短截线（l62）通过第六连接柱相连构成，第二短截线（l62）右端直接与第二端口（p2）相连，电感l6正下方是位于第一电容层的电容c6，电容c6的第一层（c61）与第十五连接线（cn15）相连，第十五连接线（cn15）左端与第十五连接柱（h15）下端相连，电容c6的第二层（c62）右端与第十六连接线（cn16）相连，第十六连接线（cn16）右端直接与第二端口（p2）相连。

特征阻抗均为50欧姆的第一端口（p1）、第二端口（p2）、接地层（gnd）、第一屏蔽层（shield1）、第二屏蔽层（shield2）、模型标记（mark）、电感l1的第一短截线（l11）、电感l1的第二短截线（l12）、第一连接柱（h1）、第一连接线（cn1）、电感l2的第一短截线（l21）、电感l2的第二短截线（l22）、第二连接柱（h2）、第二连接线（cn2）、电感l3的第一短截线（l31）、电感l3的第二短截线（l32）、第三连接柱（h3）、第三连接线（cn3）、电感l4的第一短截线（l41）、电感l4的第二短截线（l42）、第四连接柱（h4）、第四连接线（cn4）、电感l5的第一短截线（l51）、电感l5的第二短截线（l52）、第五连接柱（h5）、第五连接线（cn5）、电感l6的第一短截线（l61）、电感l6的第二短截线（l62）、第六连接柱（h6）、第六连接线（cn6）、电容c1的第一层（c11）、电容c1的第二层（c12）、第七连接线（cn7）、第七连接柱（h7）、第八连接线（cn8）、电容c2的第一层（c21）、电容c2的第二层（c22）、第九连接线（cn9）、第九连接柱（h9）、第十连接柱（h10）、第十连接线（cn10）、电容c3的第一层（c31）、电容c3的第二层（c32）、第十一连接线（cn11）、电容c4的第一层（c41）、电容c4的第二层（c42）、第十二连接线（cn12）、第十二连接柱（h12）、第十三连接柱（h13）、第十三连接线（cn13）、电容c5的第一层（c51）、电容c5的第二层（c52）、第十四连接线（cn14）、第十五连接柱（h15）、第十五连接线（cn15）、电容c6的第一层（c61）、电容c6的第二层（c62）、第十六连接线（cn16）、第八连接柱（h8）、第一接地电容（c7）、第十一连接柱（h11）、第二接地电容（c8）、第十四连接柱（h14）、第三接地电容（c9）、第十六连接柱（h16）、第四接地电容（c10）均通过低温共烧陶瓷（ltcc）工艺技术实现。

电感l1的第一短截线（l11）、电感l1的第二短截线（l12）、电感l2的第一短截线（l21）、电感l2的第二短截线（l22）、电感l3的第一短截线（l31）、电感l3的第二短截线（l32）、电感l4的第一短截线（l41）、电感l4的第二短截线（l42）、电感l5的第一短截线（l51）、电感l5的第二短截线（l52）、电感l6的第一短截线（l61）、电感l6的第二短截线（l62）均为螺旋线结构。

电容c1、c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8、c9、c10均为mim结构。

同传统的工艺技术相比较，本发明采用低温共烧陶瓷(ltcc)工艺技术实现三维集成，具有一下优点：（1）两个低通滤波器级联实现更宽的带宽、更高的阻带抑制；（2）多层布线使结构紧凑、体积小，更高的集成度；（3）电性能良好、极低损耗；（4）高成品率以及膨胀系数低，可以实现大规模量产等优势，可以广泛使用在天线波束形成、发射机收发隔离等通信领域中。

附图说明

图1（a）是本发明一种基于ltcc的c波段低通滤波器的主要结构示意图。

图1（b）是本发明一种基于ltcc的c波段低通滤波器的左半部分结构示意图。

图1（c）是本发明一种基于ltcc的c波段低通滤波器的右半部分结构示意图。

图2是本发明一种基于ltcc的c波段低通滤波器的s21曲线。

图3是本发明一种基于ltcc的c波段低通滤波器的s11曲线。

图4是本发明一种基于ltcc的c波段低通滤波器的vswr曲线。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

结合图1（a）、（b）、（c），一种基于ltcc的c波段低通滤波器，包括特征阻抗均为50欧姆的第一端口p1、第二端口p2、接地层gnd、第一屏蔽层shield1、第二屏蔽层shield2、模型标记mark、电感l1的第一短截线l11、电感l1的第二短截线l12、第一连接柱h1、第一连接线cn1、电感l2的第一短截线l21、电感l2的第二短截线l22、第二连接柱h2、第二连接线cn2、电感l3的第一短截线l31、电感l3的第二短截线l32、第三连接柱h3、第三连接线cn3、电感l4的第一短截线l41、电感l4的第二短截线l42、第四连接柱h4、第四连接线cn4、电感l5的第一短截线l51、电感l5的第二短截线l52、第五连接柱h5、第五连接线cn5、电感l6的第一短截线l61、电感l6的第二短截线l62、第六连接柱h6、第六连接线cn6、电容c1的第一层c11、电容c1的第二层c12、第七连接线cn7、第七连接柱h7、第八连接线cn8、电容c2的第一层c21、电容c2的第二层c22、第九连接线cn9、第九连接柱h9、第十连接柱h10、第十连接线cn10、电容c3的第一层c31、电容c3的第二层c32、第十一连接线cn11、电容c4的第一层c41、电容c4的第二层c42、第十二连接线cn12、第十二连接柱h12、第十三连接柱h13、第十三连接线cn13、电容c5的第一层c51、电容c5的第二层c52、第十四连接线cn14、第十五连接柱h15、第十五连接线cn15、电容c6的第一层c61、电容c6的第二层c62、第十六连接线cn16、第八连接柱h8、第一接地电容c7、第十一连接柱h11、第二接地电容c8、第十四连接柱h14、第三接地电容c9、第十六连接柱h16、第四接地电容c10。

结合图1a、b、c，整个低通滤波器从上到下依次为电感层、第一电容层、第二电容层、接地层，特征阻抗为50欧姆的第一端口p1与第二端口p2分别位于左右两端并且左右对称，第一屏蔽层shield1与第二屏蔽层shield2分别位于前后两端并且前后对称，模型标记mark位于最上方。电感层共有6个电感，从左到右依次为电感l1、l2、l3、l4、l5、l6，第一电容地层共有6个电容，从左到右依次为电容c1、c2、c3、c4、c5、c6，第二电容层共有4个电容，从左到右依次为c7、c8、c9、c10。电感l1由第一短截线l11通过第一连接柱h1与第二短截线l12连接构成，第一短截线l11与第一端口p1连接。电感l1正下方是位于第一电容层的电容c1，电容c1的第一层c11通过第六连接线cn6与第一端口p1相连，电容c1的第一层c11下方是第二层c12，电容c1的第一层c12通过第七连接线cn7与第七连接柱h7相连，第七连接柱h7下端与第八连接柱h8相连,第八连接柱h8下端连接位于第二电容层的接地电容c7；第七连接柱h7上端连接第一连接线cn1，第一连接线cn1左端与电感l1的第二短截线l12相连，右端与电感l2的第一短截线l21相连，电感l2由第一短截线l21与第二短截线l22通过第二连接柱h2相连构成。电感l2正下方是位于第一电容层的电容c2，电容c2的第一层c21左端与第八连接线cn8相连，第八连接线cn8与第七连接柱h7下端相连，电容c2的第二层c22右端通过第九连接线cn9与第十连接柱h10相连；第十连接柱下端连接第十一连接柱h11，第十一连接柱h11下端连接位于第二电容层的电容c8；第十连接柱h10上端连接第九连接柱h9，第九连接柱上端连接第二连接线cn2,第二连接线cn2左端连接电感l2的第二短截线l22,右端连接电感l3的第一短截线l31,电感l3由第一短截线l31与第二短截线l32通过第二连接柱h3相连构成，第二短截线l32与第三连接线cn3左端相连。电感l3正下方是位于第一电容层的电容c3，电容c3的第一层c31左端与第十连接线cn10连接，第十连接线cn10左端与第九连接柱h9下端相连，电容c3的第二层c32右端与第十一连接线cn11相连。第三连接线cn3右端与电感l4的第一短截线l41相连，电感l4由第一短截线l41与第二短截线l42通过第四连接柱h4相连构成，电感l4的正下方是位于第一电容层的电容c4，电容c4的第一层c41左端与第十一连接线cn11右端相连，第一层的上方是电容c4的第二层c42，电容c4的第二层c42右端与第十二连接线cn12相连，第十二连接线cn12与第十二连接柱h12下端相连，第十二连接柱h12上端与第四连接线cn4相连，第十二连接柱h12下端与第十三连接柱h13相连，第十三连接柱h13下端与第十四连接柱h14相连，第十四连接柱h14下端连接位于第二电容层的电容c9。第十二连接柱h12上端连接第四连接线cn4，第四连接线cn4左端连接电感l4的第二短截线l42，右端连接电感l5的第一短截线l51，电感l5由第一短截线l51与第二短截线l52通过第五连接柱h5相连构成，电感l5正下方是位于第一电容层的电容c5，电容c5的第一层c51左端与第十三连接线cn13相连，电容c5的第二层c52右端与十四连接线cn14相连，第十四连接线cn14与第十五连接柱h15下端相连，第十五连接柱下端连接第十六连接柱h16，第十六连接柱下端连接位于第二电容层的电容c10；第十五连接柱h15上端连接第五连接线cn5，第五连接线cn5左端电感l5的第二短截线l52，右端连接电感l6的第一短截线l61，电感l6由第一短截线l61与第二短截线l62通过第六连接柱相连构成，第二短截线l62右端直接与第二端口p2相连，电感l6正下方是位于第一电容层的电容c6，电容c6的第一层c61与第十五连接线cn15相连，第十五连接线cn15左端与第十五连接柱h15下端相连，电容c6的第二层c62右端与第十六连接线cn16相连，第十六连接线cn16右端直接与第二端口p2相连。

所述包括特征阻抗均为50欧姆的第一端口p1、第二端口p2、接地层gnd、第一屏蔽层shield1、第二屏蔽层shield2、模型标记mark、电感l1的第一短截线l11、电感l1的第二短截线l12、第一连接柱h1、第一连接线cn1、电感l2的第一短截线l21、电感l2的第二短截线l22、第二连接柱h2、第二连接线cn2、电感l3的第一短截线l31、电感l3的第二短截线l32、第三连接柱h3、第三连接线cn3、电感l4的第一短截线l41、电感l4的第二短截线l42、第四连接柱h4、第四连接线cn4、电感l5的第一短截线l51、电感l5的第二短截线l52、第五连接柱h5、第五连接线cn5、电感l6的第一短截线l61、电感l6的第二短截线l62、第六连接柱h6、第六连接线cn6、电容c1的第一层c11、电容c1的第二层c12、第七连接线cn7、第七连接柱h7、第八连接线cn8、电容c2的第一层c21、电容c2的第二层c22、第九连接线cn9、第九连接柱h9、第十连接柱h10、第十连接线cn10、电容c3的第一层c31、电容c3的第二层c32、第十一连接线cn11、电容c4的第一层c41、电容c4的第二层c42、第十二连接线cn12、第十二连接柱h12、第十三连接柱h13、第十三连接线cn13、电容c5的第一层c51、电容c5的第二层c52、第十四连接线cn14、第十五连接柱h15、第十五连接线cn15、电容c6的第一层c61、电容c6的第二层c62、第十六连接线cn16、第八连接柱h8、第一接地电容c7、第十一连接柱h11、第二接地电容c8、第十四连接柱h14、第三接地电容c9、第十六连接柱h16、第四接地电容c10均通过低温共烧陶瓷ltcc工艺技术实现。

电感l1的第一短截线l11、电感l1的第二短截线l12、电感l2的第一短截线l21、电感l2的第二短截线l22、电感l3的第一短截线l31、电感l3的第二短截线l32、电感l4的第一短截线l41、电感l4的第二短截线l42、电感l5的第一短截线l51、电感l5的第二短截线l52、电感l6的第一短截线l61、电感l6的第二短截线l62均为螺旋线结构。电容c1、c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8、c9、c10均为mim结构。

一种基于ltcc的c波段低通滤波器，通过低温共烧陶瓷ltcc工艺技术实现立体三维集成，因此具有稳定性高、封装密度强、生产成品率高、生产成本低、抗恶劣环境能力强等优点。

本发明一种基于ltcc的c波段低通滤波器，滤波器的尺寸仅为6.4mm×3mm×1.65mm，由图2、图3、图4可以看出通带范围为0-4ghz，阻带范围为4.5ghz-7.5ghz，通带插损小于1db，带内驻波大于20db，驻波比优于1.2，带外抑制大于25db。