CN102751552A

CN102751552A - 一种td-lte射频信号接收前端滤波处理装置

Info

Publication number: CN102751552A
Application number: CN2012102657428A
Authority: CN
Inventors: 赵润年
Original assignee: CETC 41 Institute
Current assignee: China Electronics Technology Instruments Co Ltd CETI
Priority date: 2012-07-30
Filing date: 2012-07-30
Publication date: 2012-10-24
Anticipated expiration: 2032-07-30
Also published as: CN102751552B

Abstract

本发明涉及一种TD-LTE射频信号接收前端滤波处理装置，包括分别固设在PCB电路板上的扇形微带滤波器和带状线交指带通滤波器，二者之间通过金属化孔串接，二者的衬底材料均采用陶瓷介质材料。本发明采用扇形微带滤波器和PCB电路板作为安装板，在满足射频接收前端的滤波器性能指标的同时，保证了较低的成本；本发明中的扇形微带滤波器和带状线交指带通滤波器各自独立安装在PCB电路板上，体积小，可灵活装配在不同的射频处理模块中。此外，两个滤波器采用高性能陶瓷介质材料，保证了滤波器加工的一致性和滤波器性能指标的可靠性。

Description

一种TD-LTE射频信号接收前端滤波处理装置

技术领域

本发明涉及射频测试领域，尤其是一种TD-LTE射频信号接收前端滤波处理装置。

背景技术

在无线移动通信测试领域， TD-LTE终端射频一致性测试是TD-LTE终端非常关键的测试项目之一。新一代宽带无线移动通信的频率分配和终端综合测试，在标准3GPP上有详细规定，根据该规定对TD-LTE终端射频信号的测试要求，相应测试设备的射频接收机指标要求很高，因此对射频接收前端处理就提出了特别要求，其中前端的镜频抑制滤波器设计是关键技术之一，要求带内插损低、带内纹波小、带外抑制高。

射频接收前端的镜频抑制滤波器在以前频谱分析仪器中常用LC滤波器，而LC滤波器体积较大、成本高，使用不方便。目前普通印制电路板（以下称为PCB）为FR-4的介质材料，该板材市场用量大，成本低，因此在射频指标要求不高的情况下也可以采用该板材设计微带滤波器。由于FR-4介质材料的介电常数不稳定，不同批次材料的介电常数有较大差异，而微带滤波器对衬底介质材料的介电常数特别敏感，因此工程中设计加工的PCB常常会因为衬底介质介电常数的变化，导致微带滤波器失效而废弃，不得不重新加工整个PCB。从这个角度考虑，微带滤波器应该选择介电常数等性能稳定的衬底介质材料，目前各种陶瓷介质材料的介电常数较稳定，特别适合设计加工微带滤波器，但陶瓷介质材料特别昂贵，如果整个射频接收通道PCB全部采用该材料，则产品的成本将大幅度提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带内插损低、带内纹波小、带外抑制高、体积小、成本低的TD-LTE射频信号接收前端滤波处理装置。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种TD-LTE射频信号接收前端滤波处理装置，包括分别固设在PCB电路板上的扇形微带滤波器和带状线交指带通滤波器，二者之间通过金属化孔串接，二者的衬底材料均采用陶瓷介质材料。

由上述技术方案可知，本发明采用扇形微带滤波器和PCB电路板作为安装板，在满足射频接收前端的滤波器性能指标的同时，保证了较低的成本；本发明中的扇形微带滤波器和带状线交指带通滤波器各自独立安装在PCB电路板上，体积小，可灵活装配在不同的射频处理模块中。此外，两个滤波器采用高性能陶瓷介质材料，保证了滤波器加工的一致性和滤波器性能指标的可靠性。

附图说明

图1为本发明中去掉带状线交指带通滤波器的第三金属层的结构示意图。

图2为本发明中扇形微带滤波器的结构示意图。

图3为图2的A-A剖视图。

图4为本发明中带状线交指带通滤波去掉第三金属层、第二衬底层后的结构示意图。

图5为图4加上第三金属层和第二衬底层后的的B-B剖视图。

具体实施方式

一种TD-LTE射频信号接收前端滤波处理装置，包括分别固设在PCB电路板40上的扇形微带滤波器10和带状线交指带通滤波器20，二者之间通过金属化孔串接，二者的衬底层均采用陶瓷介质材料，如图1所示。扇形微带滤波器10和带状线交指带通滤波器20之间是用V形槽分割开的两独立滤波器，加工时连在一起，安装使用时可以掰开，分离成两个独立器件。PCB电路板40是一般加工的PCB板，其材料可以是FR-4或其它所选任意介质，扇形微带滤波器10和带状线交指带通滤波器20可以通过滤波器四角的安装孔30，用螺钉固定在PCB电路板40的光滑金属面上；扇形微带滤波器10和带状线交指带通滤波器20的衬底材料为碳氢化合物陶瓷，介电常数为εr=3.48。

如图1、2、3所示，所述的扇形微带滤波器10包括第一衬底层11，其上、下两侧分别布设第一、二金属层12、13，第一金属层12包括多个扇形铜片12a，扇形铜片12a的顶端交叉间隔对称布设在金属线12b的两侧，金属线12b为沿扇形微带滤波器10中心轴线布置的横条形铜片，第一衬底层11采用陶瓷介质材料。所述的扇形微带滤波器10的边角处开设安装孔30，扇形微带滤波器10通过安装孔30安装在PCB电路板40上。所述的第二金属层13采用铜片，扇形微带滤波器10固设在PCB电路板40的镀金层上。扇形铜片12a的扇形角度、半径以及各扇形之间相互连接的金属线12b的长度、宽度都是根据低通滤波器性能特性的要求进行仿真设计，并不唯一，也可根据安装结构需要进行适当地弯曲。

如图1、4、5所示，所述的带状线交指带通滤波器20包括中间金属层21，其上、下两侧分别布设第二、三衬底层22、23，第二衬底层22上侧布设第三金属层24，第三衬底层23下侧布设第四金属层25，第三、四金属层23、25外表面光滑并镀金处理。所述的中间金属层21包括多个带状铜片21a，带状铜片21a沿竖直方向间隔平行布置，且与周边布置的金属导电层21b上开设的多个第三金属化孔30相连，所述的第二、三衬底层22、23采用陶瓷介质材料。金属导电层21b通过多个金属化孔21c连接到上下大面积金属层上，即第三、四金属层24、25上，第三金属化孔21c的个数不限定，但至少应保证充分的电气特性连接。带状铜片21a的金属长度、宽度以及相邻带状铜片21a之间的间隙不唯一，可根据设计输入要求，在设计滤波器时确定尺寸，并且根据经验在周围放置金属导电层21b和第三金属化孔21c。

如图1、4、5所示，所述的带状线交指带通滤波器20位于中心轴线的两端上开设第一、二金属化孔26、27，带状线交指带通滤波器20的边角处开设安装孔30，带状线交指带通滤波器20通过安装孔30安装在PCB电路板40上。所述的第三、四金属层24、25采用铜片，带状线交指带通滤波器20固设在PCB电路板40的镀金层上。第一、二金属化孔26、27作为信号连接端子，将扇形微带滤波器10和带状线交指带通滤波器20的连接端子对齐后进行金属锡焊接。连接端子是信号的输入和输出接口，本发明不区分输入和输出，两个端子一个作为输入，另一个即为输出。

以下结合图1、2、3、4、5对本发明作进一步的说明。

以设计出3000MHz的扇形微带滤波器10和1700MHz～2800 MHz的带状线交指带通滤波器20举例说明：

先将设计出的两种滤波器绘制两种PCB加工文件，要求PCB衬底介质材料介电常数εr=3.48，厚度为0.508mm，带状线交指带通滤波器20的第二、三衬底层22、23的介质厚度均等，在带状线交指带通滤波器20周围增加大面积的金导电层21b和足够多的第三金属化孔21c，保证其与第三、四金属层24、25的可靠电气连接，所有金属层厚度均为35μm；

再将两种滤波器加工成分离的PCB器件，设计时可以在一个PCB电路板40上，一般用拼板方式，中间用邮票孔或V形槽将两滤波器分割开，加工完成后两滤波器可以很方便掰开，成为独立的两个器件，使其都可以独立安装和测试；

最后，将该滤波器应用于TD-LTE射频接收前端，安装其上的PCB电路板40在安装部位设计有与电路地层充分连接的光滑金属层，所以金属层表面镀金处理并去阻焊，保证电气连接充分可靠。

Claims

1.一种TD-LTE射频信号接收前端滤波处理装置，其特征在于：包括分别固设在PCB电路板（40）上的扇形微带滤波器（10）和带状线交指带通滤波器（20），二者之间通过金属化孔串接，二者的衬底层均采用陶瓷介质材料。

2.根据权利要求1所述的TD-LTE射频信号接收前端滤波处理装置，其特征在于：所述的扇形微带滤波器（10）包括第一衬底层（11），其上、下两侧分别布设第一、二金属层（12、13），第一金属层（12）包括多个扇形铜片（12a），扇形铜片（12a）的顶端交叉间隔对称布设在金属线（12b）的两侧，金属线（12b）为沿扇形微带滤波器（10）中心轴线布置的横条形铜片，第一衬底层（11）采用陶瓷介质材料。

3.根据权利要求1所述的TD-LTE射频信号接收前端滤波处理装置，其特征在于：所述的带状线交指带通滤波器（20）包括中间金属层（21），其上、下两侧分别布设第二、三衬底层（22、23），第二衬底层（22）上侧布设第三金属层（24），第三衬底层（23）下侧布设第四金属层（25），所述的中间金属层（21）包括多个带状铜片（21a），带状铜片（21a）沿竖直方向间隔平行布置，且与周边布置的金属导电层（21b）上开设的多个第三金属化孔（21c）相连，所述的第二、三衬底层（22、23）采用陶瓷介质材料。

4.根据权利要求2所述的TD-LTE射频信号接收前端滤波处理装置，其特征在于：所述的扇形微带滤波器（10）的边角处开设安装孔（30），扇形微带滤波器（10）通过安装孔（30）安装在PCB电路板（40）上。

5.根据权利要求3所述的TD-LTE射频信号接收前端滤波处理装置，其特征在于：所述的带状线交指带通滤波器（20）位于中心轴线的两端上开设第一、二金属化孔（26、27），带状线交指带通滤波器（20）的边角处开设安装孔（30），带状线交指带通滤波器（20）通过安装孔（30）安装在PCB电路板（40）上。

6.根据权利要求2所述的TD-LTE射频信号接收前端滤波处理装置，其特征在于：所述的第二金属层（13）采用铜片，扇形微带滤波器（10）固设在PCB电路板（40）的镀金层上。

7.根据权利要求3所述的TD-LTE射频信号接收前端滤波处理装置，其特征在于：所述的第三、四金属层（24、25）采用铜片，带状线交指带通滤波器（20）固设在PCB电路板（40）的镀金层上。