CN110518890B - 宽阻带ltcc低通滤波器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小型化宽阻带LTCC低通滤波器，采用低温共烧陶瓷工艺(LTCC)，将构成滤波器谐振单元的等效元件内置于陶瓷体内部的不同层，可以满足更为紧凑的系统集成要求。同时，通过合理利用LTCC叠层结构内部的电磁耦合效应，在较宽的阻带范围引入传输零点以提高带外抑制程度。本发明低通滤波器性能良好，截止频率为960MHz，带内插入损耗小于0.5dB，阻带范围从1.3GHz至5GHz。在干扰较为集中的1.5GHz至3.5GHz通讯频段，本滤波器的带外抑制高达30dB以上。本发明具有相同频段下业界最小的体积结构，微波特性良好，采用标准贴片封装形式，集成度高，应用前景广阔。

Description

宽阻带LTCC低通滤波器

技术领域

本发明属于微波通信技术领域，更为特别地，其涉及一种宽阻带LTCC低通滤波器。

背景技术

随着现代通讯技术的迅猛发展，小体积、轻量化、高可靠性已经成为现代通讯系统发展的必然趋势。滤波器作为收发系统中的核心选频器件，在通信系统中的作用是提取或滤除不同频率的信号。在抑制高次谐波干扰和寄生通带中常使用低通滤波器，传统的微带低通滤波器由于结构尺寸大，阻带较窄且抑制不充分，限制了它在微波通信系统中的使用。因此研制小体积、低插损、宽阻带和高抑制的低通滤波器已成为一项重要的技术任务。

与传统形式的滤波器相比，低温共烧陶瓷技术(LTCC)采用电阻率较低的金、银、铜等作为导电介质，通过金属过孔连接将等效电路内埋于陶瓷体内部，实现了结构布局的灵活选择，大大缩小了无源器件的体积，在提高滤波器的集成度、可靠性以及电性能方面发挥了重要作用。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种宽阻带LTCC低通滤波器，其能够解决现有移动终端系统对小体积、低成本、高性能滤波器的迫切需求，本发明的超小型的LTCC低通滤波器，其采用低温共烧陶瓷工艺(LTCC)，将构成滤波器的等效电路集成在陶瓷体内部，具有体积紧凑、性能优良等特点，适用于各种小型化无线通讯终端及系统。具体地，将构成滤波器谐振单元的等效元件内置于陶瓷体内部的不同层，能够满足更为紧凑的系统集成要求。同时，通过合理利用LTCC叠层结构内部的电磁耦合效应，在较宽的阻带范围，例如，其范围为1.3GHz-5GHz，例如，引入传输零点以提高带外抑制程度。本发明所述低通滤波器性能良好，截止频率为960MHz，带内插入损耗小于0.5dB，阻带范围从1.3GHz至5GHz。在干扰较为集中的1.5GHz至3.5GHz通讯频段，本发明中的滤波器的带外抑制高达30dB以上。本发明具有相同频段下业界最小的体积结构，微波特性良好，采用标准贴片封装形式，集成度高，应用前景广阔。该滤波器采用LTCC多层布局结构，实现了同频段下业界最小的体积，具有小型化、低插损、宽阻带、高抑制等特点。

本发明的技术方案如下：

一种宽阻带LTCC低通滤波器，该滤波器包括LTCC陶瓷体、外电极和陶瓷体内的电路层。其中外电极共有四个，分别为输入端P1、输出端P2、第一接地端P3和第二接地端P4，这四个外电极在陶瓷体四周对称设置，并分别与陶瓷体内部的微带线电连接。

优选地，所述低通滤波器内置于陶瓷体内的多个电路层，这些电路层自下而上的结构如下：

第一电路层包含两条微带线和一块大面积金属片，分别为第一微带线和第二微带线和第一电容片；其中第一微带线和第二微带线分别与陶瓷体外侧的输入端P1和输出端P2电连接，第一电容片与陶瓷体外侧的第一接地端P3和第二接地端P4电连接；

第二电路层包含一块片状金属片，为第二电容片；该电容片与第一电路层的第一电容片垂直耦合构成到地电容C1；

第三电路层包含四块片状金属片，分别为第三电容片、第四电容片、第五电容片和第六电容片；其中第五电容片和第六电容片通过一小段微带线电连接，该连接处通过第一过孔与第二电路层的第二电容片电连接。第三电容片和第四电容片分别通过第二过孔和第三过孔与第一电路层的第一电容片电连接；

第四电路层包含四块片状金属片，分别为第七电容片、第八电容片、第九电容片和第十电容片；其中第七电容片和第九电容片通过一小段微带线电连接，该连接处通过第四过孔与第一电路层的第一微带线电连接。第八电容片和第十电容片通过一小段微带线电连接，该连接处通过第五过孔与第一电路层的第二微带线电连接；第七电容片与第三电路层的第三电容片垂直耦合构成等效电容C2,第八电容片与第三电路层的第四电容片垂直耦合构成等效电容C3,第九电容片与第三电路层的第五电容片垂直耦合构成等效电容C4,第十电容片与第三电路层的第六电容片垂直耦合构成等效电容C5；

第五电路层包含三段竖直微带线和一段U型微带线，分别为第三微带线、第四微带线、第五微带线和第一螺旋线；其中第五微带线的一端与第一螺旋线的一端相连接，该连接处通过第六过孔与第三电路层上第五电容片和第六电容片的相交处电连接，第五微带线的另一端通过第七过孔与第一电路层的第一电容片电连接；第三微带线的一端通过第四过孔与第四电路层中第七电容片和第九电容片的相交处电连接，同时与第一电路层的第一微带线电连接；第四微带线的一端通过第五过孔与第四电路层中第八电容片和第十电容片的相交处电连接，同时与第一电路层的第二微带线电连接；

第六电路层包含两段U型微带线，分别为第二螺旋线和第三螺旋线。其中第二螺旋线的一端通过第八过孔与第五电路层中第五微带线和第一螺旋线的相交处电连接。第三螺旋线的一端通过第九过孔与第五电路层中第一螺旋线的另一端电连接；

第七电路层包含两段U型微带线，分别为第四螺旋线和第五螺旋线；其中第四螺旋线的一端通过第十过孔与第六电路层中第二螺旋线的另一端电连接。第五螺旋线的一端通过第十一过孔与第六电路层中第三螺旋线的另一端电连接；

第八电路层包含两段U型微带线，分别为第六螺旋线和第七螺旋线；其中第六螺旋线的一端通过第十二过孔与第七电路层中第四螺旋线的另一端电连接，第六螺旋线的另一端通过第十三过孔与第五电路层中第三微带线的另一端电连接；第七螺旋线的一端通过第十四过孔与第七电路层中第五螺旋线的另一端电连接，第七螺旋线的另一端通过第十五过孔与第五电路层中第四微带线的另一端电连接；

优选地，所述第五电路层至第八电路层中的U型螺旋线首尾依次通过金属过孔电连接在一起，分别等效为两个电感线圈。

优选地，其中所述第二螺旋线、第四螺旋线、第六螺旋线、第八过孔、第十过孔、第十二过孔和第十三过孔构成等效电感L1。

优选地，所述第三螺旋线、第五螺旋线、第七螺旋线、第九过孔、第十一过孔、第十四过孔和第十五过孔构成等效电感L2。

优选地，所述第一电路层的第一微带线和第四过孔共同构成等效谐振线D1；第一电路层的第二微带线和第五过孔共同构成等效谐振线D2。

优选地，所述第二过孔和第三过孔分别等效为谐振线D3和谐振线D4；第五电路层中的第五微带线和第七过孔共同构成等效谐振线D5；第六过孔和第一过孔共同构成等效谐振线D6。

本发明采用的技术方案进一步还包括：所述整个滤波器的尺寸为1.6mm×0.8mm×0.5mm。

进一步地，所述陶瓷材料的相对介电常数为6.8，电介质损耗角为0.003。

进一步地，所述LTCC低通滤波器的截止频率为960MHz，通带内最大损耗为0.5dB；从1.5GHz到3.5GHz的阻带抑制均大于30dB，从3.5GHz到5GHz的阻带抑制均大于20dB。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明采用低温共烧陶瓷技术(LTCC)，将滤波器集成在陶瓷体内部的多个电路层上，不同层之间的电路采用垂直耦合或过孔直连的方式进行关联，实现了小体积、高抑制、宽阻带的优良性能。本发明低通滤波器的截止频率为960MHz，通带内最大损耗为0.5dB，从1.5GHz到3.5GHz的阻带抑制均大于30dB，从3.5GHz到5GHz的阻带抑制均大于20dB。

下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

附图说明

图1是本发明实施例的LTCC低通滤波器的外形封装示意图；

图2是本发明实施例的宽阻带LTCC低通滤波器的内部结构示意图；

图3是本发明实施例的宽阻带LTCC低通滤波器的第一层电路结构示意图；

图4是本发明实施例的宽阻带LTCC低通滤波器的第二层电路结构示意图；

图5是本发明实施例的宽阻带LTCC低通滤波器的第三层电路结构示意图；

图6是本发明实施例的宽阻带LTCC低通滤波器的第四层电路结构示意图；

图7是本发明实施例的宽阻带LTCC低通滤波器的第五层电路结构示意图；

图8是本发明实施例的宽阻带LTCC低通滤波器的第六层电路结构示意图；

图9是本发明实施例的宽阻带LTCC低通滤波器的第七层电路结构示意图；

图10是本发明实施例的宽阻带LTCC低通滤波器的第八层电路结构示意图；

图11是本发明实施例的宽阻带LTCC低通滤波器的等效电路图；以及

图12A和图12B是本发明实施例的宽阻带LTCC低通滤波器的电性能曲线图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式，其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近似的，均在本发明保护范围之内。

根据本发明的宽阻带LTCC低通滤波器，其包括LTCC陶瓷体、外电极和陶瓷体内的电路层。其中外电极共有四个，分别为输入端P1、输出端P2、第一接地端P3和第二接地端P4，这四个外电极在陶瓷体四周对称设置，并分别与陶瓷体内部的微带线电连接。

低通滤波器内置于陶瓷体内的多个电路层，这些电路层自下而上的结构如下：

第一电路层包含两条微带线和一块大面积金属片，分别为第一微带线和第二微带线和第一电容片。其中第一微带线和第二微带线分别与陶瓷体外侧的输入端P1和输出端P2电连接，

第一电容片与陶瓷体外侧的第一接地端P3和第二接地端P4电连接；

第二电路层包含一块片状金属片，为第二电容片。该电容片与第一电路层的第一电容片垂直耦合构成到地电容C1；

第三电路层包含四块片状金属片，分别为第三电容片、第四电容片、第五电容片和第六电容片。其中第五电容片和第六电容片通过一小段微带线电连接，该连接处通过第一过孔与第二电路层的第二电容片电连接。第三电容片和第四电容片分别通过第二过孔和第三过孔与第一电路层的第一电容片电连接；

第四电路层包含四块片状金属片，分别为第七电容片、第八电容片、第九电容片和第十电容片。其中第七电容片和第九电容片通过一小段微带线电连接，该连接处通过第四过孔与第一电路层的第一微带线电连接。第八电容片和第十电容片通过一小段微带线电连接，该连接处通过第五过孔与第一电路层的第二微带线电连接。第七电容片与第三电路层的第三电容片垂直耦合构成等效电容C2,第八电容片与第三电路层的第四电容片垂直耦合构成等效电容C3,第九电容片与第三电路层的第五电容片垂直耦合构成等效电容C4,第十电容片与第三电路层的第六电容片垂直耦合构成等效电容C5；

第五电路层包含三段竖直微带线和一段U型微带线，分别为第三微带线、第四微带线、第五微带线和第一螺旋线。其中第五微带线的一端与第一螺旋线的一端相连接，该连接处通过第六过孔与第三电路层上第五电容片和第六电容片的相交处电连接，第五微带线的另一端通过第七过孔与第一电路层的第一电容片电连接。第三微带线的一端通过第四过孔与第四电路层中第七电容片和第九电容片的相交处电连接，同时与第一电路层的第一微带线电连接。第四微带线的一端通过第五过孔与第四电路层中第八电容片和第十电容片的相交处电连接，同时与第一电路层的第二微带线电连接；

第六电路层包含两段U型微带线，分别为第二螺旋线和第三螺旋线。其中第二螺旋线的一端通过第八过孔与第五电路层中第五微带线和第一螺旋线的相交处电连接。第三螺旋线的一端通过第九过孔与第五电路层中第一螺旋线的另一端电连接；

第七电路层包含两段U型微带线，分别为第四螺旋线和第五螺旋线。其中第四螺旋线的一端通过第十过孔与第六电路层中第二螺旋线的另一端电连接。第五螺旋线的一端通过第十一过孔与第六电路层中第三螺旋线的另一端电连接；

第八电路层包含两段U型微带线，分别为第六螺旋线和第七螺旋线。其中第六螺旋线的一端通过第十二过孔与第七电路层中第四螺旋线的另一端电连接，第六螺旋线的另一端通过第十三过孔与第五电路层中第三微带线的另一端电连接。第七螺旋线的一端通过第十四过孔与第七电路层中第五螺旋线的另一端电连接，第七螺旋线的另一端通过第十五过孔与第五电路层中第四微带线的另一端电连接；

第五至第八电路层中的U型螺旋线首尾依次通过金属过孔电连接在一起，分别等效为两个电感线圈。其中第二螺旋线、第四螺旋线、第六螺旋线、第八过孔、第十过孔、第十二过孔和第十三过孔构成等效电感L1，第三螺旋线、第五螺旋线、第七螺旋线、第九过孔、第十一过孔、第十四过孔和第十五过孔构成等效电感L2；

第一电路层的第一微带线和第四过孔共同构成等效谐振线D1。第一电路层的第二微带线和第五过孔共同构成等效谐振线D2。第二过孔和第三过孔分别等效为谐振线D3和谐振线D4。第五电路层中的第五微带线和第七过孔共同构成等效谐振线D5。第六过孔和第一过孔共同构成等效谐振线D6。

本发明采用的技术方案进一步还包括：

整个滤波器的尺寸为1.6mm×0.8mm×0.5mm。

陶瓷材料的相对介电常数为6.8，电介质损耗角为0.003。

具体地，微波滤波器的设计可用分布参数元件或集总元件来实现。在LTCC多层电路结构中，集总元件包括等效电容、等效电感，分布元件包括微带线、带状线等构成的谐振线。其中LTCC多层平板电容的等效容值表达式近似如下：

其中，ε₀为真空中介电常数，ε_r为相对介电常数，S为金属平板重叠部分面积，d为金属平板之间的垂直距离，n为金属平板个数。

LTCC多层螺旋电感的等效感值表达式近似如下：

其中，μ₀为真空磁导率，μ_r为相对磁导率,A_c为螺旋线圈的有效横截面积，l_c为有效磁路长度，N为匝数，x为拟合值。

本发明中，将集总元件和分布元件共同应用于滤波器电路构成“半集总谐振电路”，不仅可降低集总元件引入的寄生参数影响，还可在较小的体积内产生有限个指定的传输零点，从而实现良好的阻带抑制特性。

图11示出了根据本发明实施例的等效电路图，采用了等效电容、等效电感和谐振线共同作用的半集总谐振方式来实现LTCC低通滤波器。其中等效电容C4与等效电感L1并联构成第一谐振单元，等效电容C5与等效电感L2并联构成第二谐振单元，等效电容C2与谐振线D3串联构成第三谐振单元，等效电容C3与谐振线D4串联构成第四谐振单元，等效电容C1与谐振线D6串联再与谐振线D5并联构成第五谐振单元。其中根据第一谐振单元和第二谐振单元确定低通滤波器的截止频率，第三谐振单元、第四谐振单元和第五谐振单元确定传输零点的位置。具体的连接方式是，谐振线D1的第一端与输入端Input相连，谐振线D1的第二端与第一谐振单元相连，例如，与第一谐振单元的第一端相连，该连接处经过第三谐振单元到地。具体地，该连接处经过等效电容C2后经过谐振线D3接地。

第一谐振单元的第二端与第二谐振单元的第一端相连，该连接处经过第五谐振单元到地，也就是说，该连接点处为等效电容C1与谐振线D6串联再与谐振线D5并联后接地。

第二谐振单元的第二端与谐振线D2相连，例如，与谐振线D2的第一端相连。该连接处经过第四谐振单元到地。也就是说，该连接处依次经过等效电容C3与谐振线D4串联后接地。

谐振线D2的第二端与输出端Output相连。

本发明的低通滤波器的载体为LTCC陶瓷基板，该基板材料的相对介电常数为6.8，电介质损耗角为0.003。

优选地，LTCC陶瓷基板为多层陶瓷基板。

优选地，本发明的陶瓷基板的制作过程如下：

S1：将低温烧结陶瓷粉料制成厚度精确且致密的生瓷带，

S2：在生瓷带上利用激光打孔、微孔注浆、精密导体浆料印刷；

S3：将等效电容、电感及谐振微带线埋入多层陶瓷基板中，制成无源集成的功能模块得到LTCC陶瓷基板。通过上述该技术可实现电路的小型化与高密度化，并提高器件的可靠性。

图1所示是本发明实施例的外形封装示意图，LTCC低通滤波器的尺寸为1.6mm×0.8mm×0.5mm，为同频段下业界最小体积。

优选地，滤波器有四个外电极，分别为输入端P1、输出端P2、第一接地端P3和第二接地端P4，这四个外电极在LTCC陶瓷基板，以下简称陶瓷体的四周对称设置，并分别与陶瓷体内部的微带线电连接。具体地，输入端P1和输入端P2在封装壳体上的相对的两个短边侧面上相对设置，第一接地端P3和第二接地端P4在封装壳体的另外两个相对的长边侧面上对称设置。

更进一步地，各个外电极均卡至各个侧面。

如图2所示，本实施例中，低通滤波器内置于LTCC陶瓷体内的多个电路层，这些电路层自下而上的结构如下：

电路层包括第一电路层、第二电路层、第三电路层、第四电路层、第五电路层、第六电路层、第七电路层和第八电路层，从第一电路层至第八电路层自下而上的布置，如图2所示。各电路层设置在封装壳体的内部。

图3所示是本发明实施例的第一层电路，第一层电路包含两条微带线和一块金属片，其分别为第一微带线1和第二微带线2和第一电容片3；此处的第一电容片3为一块大面积金属片，呈十字形结构，其设置在第一层电路的中央，并与陶瓷体外侧的第一接地端P3和第二接地端P4电连接；

第一微带线1和第二微带线2分别位于第一电容片3的左右两侧，其中第一微带线1与陶瓷体外侧的输入端P1电连接，第二微带线2与陶瓷体外侧的输出端P2电连接，此处直接通过侧壁连接。

图4所示是本发明实施例的第二层电路，包含一块片状金属片，该金属片为矩形，矩形金属片为第二电容片4。第二电容片4与第一电路层的第一电容片3垂直耦合构成到地电容C1。

图5所示是本发明实施例的第三层电路，第三层电路包含四块片状金属片，分别为第三电容片5、第四电容片6、第五电容片7和第六电容片8。其中第五电容片7和第六电容片8通过一小段微带线电连接，该连接处通过第一过孔30与第二电路层的第二电容片4电连接。第三电容片5和第四电容片6分别通过第二过孔27和第三过孔28与第一电路层的第一电容片3电连接，实现接地。

图6所示是本发明实施例的第四层电路，包含四块片状金属片，分别为第七电容片9、第八电容片10、第九电容片11和第十电容片12。其中第七电容片9和第九电容片11通过一小段微带线电连接，该连接处通过第四过孔23与第一电路层的第一微带线1电连接。第八电容片10和第十电容片12通过一小段微带线电连接，该连接处通过第五过孔24与第一电路层的第二微带线2电连接。第七电容片9与第三电路层的第三电容片5垂直耦合构成等效电容C2,第八电容片10与第三电路层的第四电容片6垂直耦合构成等效电容C3,第九电容片11与第三电路层的第五电容片7垂直耦合构成等效电容C4,第十电容片12与第三电路层的第六电容片8垂直耦合构成等效电容C5。

图7所示是本发明实施例的第五层电路，包含三段竖直微带线和一段U型微带线，分别为第三微带线13、第四微带线14、第五微带线15和第一螺旋线16。其中第五微带线15的第二端与第一螺旋线16的第一端相连接，该连接处通过第六过孔31与第三电路层上第五电容片7和第六电容片8的相交处电连接，第五微带线15的第一端通过第七过孔29与第一电路层的第一电容片3电连接到地。第三微带线13的第一端通过第四过孔23与第四电路层中第七电容片9和第九电容片11的相交处电连接，同时第三微带线13的第一端与第一电路层的第一微带线1电连接。

第四微带线14的第一端通过第五过孔24与第四电路层中第八电容片10和第十电容片12的相交处电连接，同时与第一电路层的第二微带线2电连接。

优选地，第一螺旋线为U型微带线，第五微带线15与第三微带线和第四微带线均相互平行，且第五微带线位于第四微带线和第五微带线之间，第一螺旋线16位于第五微带线15和第四微带线14之间，且第一螺旋线16的开口朝向第五微带线15。

图8所示是本发明实施例的第六层电路，第六层电路包含两段U型微带线，其分别为第二螺旋线17和第三螺旋线18。其中第二螺旋线17的第一端通过第八过孔32与第五电路层中第五微带线15和第一螺旋线16的相交处电连接。第三螺旋线18的第一端通过第九过孔33与第五电路层中第一螺旋线16的第二端电连接。

优选地，如图8所示，第二螺旋线17位于第三螺旋线18的左侧，第二螺旋线17的开口朝向第三螺旋线。从如图8所示的空间位置上来看，第三螺旋线的开口朝上。

图9所示是本发明实施例的第七层电路，第七层电路包含两段U型微带线，分别为第四螺旋线19和第五螺旋线20。其中第四螺旋线19的第一端通过第十过孔34与第六电路层中第二螺旋线17的第二端电连接。第五螺旋线20的第一端通过第十一过孔35与第六电路层中第三螺旋线18的第二端电连接。

如图9所示的图中可知，第四螺旋线和第五螺旋线的开口均朝上，此处的上为图示的方向，并不是真实的方位。也可以说，第四螺旋线和第五螺旋线的开口朝向第一接地端P3。

图10所示是本发明实施例的第八层电路，第八层包含两段U型微带线，分别为第六螺旋线21和第七螺旋线22。其中第六螺旋线21的第一端通过第十二过孔36与第七电路层中第四螺旋线19的第二端电连接，第六螺旋线21的第二端通过第十三过孔25与第五电路层中第三微带线13的第二端电连接。第七螺旋线22的第一端通过第十四过孔37与第七电路层中第五螺旋线20的另一端电连接，第七螺旋线22的第二端通过第十五过孔26与第五电路层中第四微带线14的第二端电连接；

优选地，第五至第八电路层中的各个U型螺旋线首尾依次通过金属过孔电连接在一起，分别等效为两个集总电感元件。其中第二螺旋线17、第四螺旋线19、第六螺旋线21、第八过孔32、第十过孔34、第十二过孔36和第十三过孔25构成等效电感L1，第三螺旋线18、第五螺旋线20、第七螺旋线22、第九过孔33、第十一过孔35、第十四过孔37和第十五过孔26构成等效电感L2。

第一电路层的第一微带线1和第四过孔23共同构成等效谐振线D1。第一电路层的第二微带线2和第五过孔24共同构成等效谐振线D2。第二过孔27和第三过孔28分别等效为谐振线D3和谐振线D4。第五电路层中的第五微带线15和第七过孔29共同构成等效谐振线D5。第一过孔30和第六过孔31共同构成等效谐振线D6。

图12A和图12B所示是本发明实施例的测试结果，图中实处了低通滤波器的响应曲线，该低通滤波器的截止频率为960MHz，通带内插入损耗低于0.5dB，回波损耗大于15dB。从1.5GHz到3.5GHz的阻带抑制均大于30dB，从3.5GHz到5GHz的阻带抑制均大于20dB。

综上，本发明提供了一种基于LTCC多层电路的超小型宽阻带低通滤波器，具有小体积、宽阻带、低插损、高抑制等优异性能，易于与其他电路模块进行集成。且制造成本低，可靠性高，适合批量生产，在新一代无线通讯领域具有广阔的应用前景。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种宽阻带低温共烧陶瓷工艺低通滤波器，其特征在于，所述低通滤波器包括低温共烧陶瓷体、外电极和陶瓷体内的电路层；其中外电极共有四个，分别为输入端P1、输出端P2、第一接地端P3和第二接地端P4，这四个外电极在陶瓷体四周对称设置，并分别与陶瓷体内部的微带线电连接；所述低通滤波器的截止频率为960MHz，通带内最大损耗为0.5dB；从1.5GHz到3.5GHz的阻带抑制均大于30dB，从3.5GHz到5GHz的阻带抑制均大于20dB；

所述低通滤波器内置于陶瓷体内的多个电路层，这些电路层自下而上的结构如下：

第一电路层包含两条微带线和一块大面积金属片，分别为第一微带线和第二微带线和第一电容片；其中第一微带线和第二微带线分别与陶瓷体外侧的输入端P1和输出端P2电连接，第一电容片与陶瓷体外侧的第一接地端P3和第二接地端P4电连接；

第二电路层包含一块片状金属片，为第二电容片；第二电容片与第一电路层的第一电容片垂直耦合构成到地电容C1；

第三电路层包含四块片状金属片，分别为第三电容片、第四电容片、第五电容片和第六电容片；其中第五电容片和第六电容片通过一小段微带线电连接，第五电容片和第六电容片的连接处通过第一过孔与第二电路层的第二电容片电连接；第三电容片和第四电容片分别通过第二过孔和第三过孔与第一电路层的第一电容片电连接；

第四电路层包含四块片状金属片，分别为第七电容片、第八电容片、第九电容片和第十电容片；其中第七电容片和第九电容片通过一小段微带线电连接，第七电容片和第九电容片的连接处通过第四过孔与第一电路层的第一微带线电连接；第八电容片和第十电容片通过一小段微带线电连接，第八电容片和第十电容片的连接处通过第五过孔与第一电路层的第二微带线电连接；第七电容片与第三电路层的第三电容片垂直耦合构成等效电容C2, 第八电容片与第三电路层的第四电容片垂直耦合构成等效电容C3, 第九电容片与第三电路层的第五电容片垂直耦合构成等效电容C4, 第十电容片与第三电路层的第六电容片垂直耦合构成等效电容C5；

第五电路层包含三段竖直微带线和一段U型微带线，分别为第三微带线、第四微带线、第五微带线和第一螺旋线；其中第五微带线的一端与第一螺旋线的一端相连接，第五微带线与第一螺旋线的连接处通过第六过孔与第三电路层上第五电容片和第六电容片的相交处电连接，第五微带线的另一端通过第七过孔与第一电路层的第一电容片电连接；第三微带线的一端通过第四过孔与第四电路层中第七电容片和第九电容片的相交处电连接，同时与第一电路层的第一微带线电连接；第四微带线的一端通过第五过孔与第四电路层中第八电容片和第十电容片的相交处电连接，同时与第一电路层的第二微带线电连接；

第六电路层包含两段U型微带线，分别为第二螺旋线和第三螺旋线；其中第二螺旋线的一端通过第八过孔与第五电路层中第五微带线和第一螺旋线的相交处电连接；第三螺旋线的一端通过第九过孔与第五电路层中第一螺旋线的另一端电连接；

第七电路层包含两段U型微带线，分别为第四螺旋线和第五螺旋线；其中第四螺旋线的一端通过第十过孔与第六电路层中第二螺旋线的另一端电连接；第五螺旋线的一端通过第十一过孔与第六电路层中第三螺旋线的另一端电连接；

第八电路层包含两段U型微带线，分别为第六螺旋线和第七螺旋线；其中第六螺旋线的一端通过第十二过孔与第七电路层中第四螺旋线的另一端电连接，第六螺旋线的另一端通过第十三过孔与第五电路层中第三微带线的另一端电连接；第七螺旋线的一端通过第十四过孔与第七电路层中第五螺旋线的另一端电连接，第七螺旋线的另一端通过第十五过孔与第五电路层中第四微带线的另一端电连接；

所述第五电路层、第六电路层、第七电路层、第八电路层中的U型微带线首尾依次通过金属过孔电连接在一起，分别等效为两个电感线圈；

其中所述第二螺旋线、第四螺旋线、第六螺旋线、第八过孔、第十过孔、第十二过孔和第十三过孔构成等效电感L1；

所述第三螺旋线、第五螺旋线、第七螺旋线、第九过孔、第十一过孔、第十四过孔和第十五过孔构成等效电感L2。

2.如权利要求1所述的宽阻带低温共烧陶瓷工艺低通滤波器，其特征在于，所述第一电路层的第一微带线和第四过孔共同构成等效谐振线D1；第一电路层的第二微带线和第五过孔共同构成等效谐振线D2。

3.如权利要求2所述的宽阻带低温共烧陶瓷工艺低通滤波器，其特征在于，所述第二过孔和第三过孔分别等效为谐振线D3和谐振线D4；第五电路层中的第五微带线和第七过孔共同构成等效谐振线D5；第六过孔和第一过孔共同构成等效谐振线D6。

4.根据权利要求1至3中任一所述的宽阻带低温共烧陶瓷工艺低通滤波器，其特征在于，整个滤波器的尺寸为1.6mm×0.8mm×0.5mm。

5.根据权利要求1至3中任一所述的宽阻带低温共烧陶瓷工艺低通滤波器，其特征在于，所述陶瓷体的相对介电常数为6.8，电介质损耗角为0.003。

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