CN103515680B - 双模带通滤波器及其组成的多阶带通滤波器 - Google Patents

双模带通滤波器及其组成的多阶带通滤波器 Download PDF

Info

Publication number
CN103515680B
CN103515680B CN201210200609.4A CN201210200609A CN103515680B CN 103515680 B CN103515680 B CN 103515680B CN 201210200609 A CN201210200609 A CN 201210200609A CN 103515680 B CN103515680 B CN 103515680B
Authority
CN
China
Prior art keywords
pass filter
band
filter
pad
ring resonator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201210200609.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103515680A (zh
Inventor
孙蓉
于淑会
赵秀江
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen Institute of Advanced Technology of CAS
Original Assignee
Shenzhen Institute of Advanced Technology of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Institute of Advanced Technology of CAS filed Critical Shenzhen Institute of Advanced Technology of CAS
Priority to CN201210200609.4A priority Critical patent/CN103515680B/zh
Publication of CN103515680A publication Critical patent/CN103515680A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103515680B publication Critical patent/CN103515680B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

本发明公开了一种双模带通滤波器及其组成的多阶带通滤波器，其中，所述双模带通滤波器由终端短路的感性加载以及一开口环谐振器构成，所述开口环谐振器包括一埋入式平板电容，所述平板电容的一个极板面作为信号层，另一个极板面保留为地，两个极板面之间设置有介质层，感性加载通过过孔与另一个极板面相连接；所述开口环谐振器的两条邻边分别与输入馈线、输出馈线直接连接，所述输入馈线和输出馈线对称设置。从而可以像埋入式电容一样，将其直接埋入印刷电路板中，实现电路的集成化和小型化；同时，双模带通滤波器中，通过微扰激起互相耦合的两个简并模式，只需一个谐振器就可以产生两个谐振点，在一定程度上减小了滤波器的面积。

Description

双模带通滤波器及其组成的多阶带通滤波器
技术领域
本发明涉及电子元器件技术领域，特别涉及一种双模带通滤波器及其组成的多阶带通滤波器。
背景技术
滤波器是一种在微波/射频电路中应用广泛的无源器件，其性能的好坏会直接影响系统的性能。随着市场对电子产品小型化、高密度、高性能和多功能的需求，电路的集成度越来越高，传统的封装技术很难满足需要，能够将各种无源电子器件组成的电子系统整合到传统的封装基板内的系统级封装技术已经成为未来的重要发展趋势。
在传统的电路中很多都有谐振电路，以及利用谐振电路构成的带通滤波器，其中低温共烧陶瓷(LTCC)和微带线是两种最主要的滤波器制作技术，双模滤波器是利用微扰使一个谐振器的两个简并模发生相互耦合而产生频率分离,产生两个谐振峰，类似于一个双调谐电路，或者是两个级联的单模谐振器响应。但是由于所用的介质层厚度相对较大，造成滤波器的小型化程度有限。另外，现在的一些平面双模滤波器多采用容性耦合的方式构成输入输出馈电，但对于可以埋入有机基板内部的埋入式电容结构组成的滤波器，如果采用如此结构，会由于辐射和边缘效应造成滤波器的插入损耗过大，影响滤波器性能。
有鉴于此，如何利用埋入无源器件技术制作小型化、低损耗并且适宜集成于有机基板内部的双模滤波器成为目前的研究方向之一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双模带通滤波器及由其组成的多阶带通滤波器，以解决现有技术中的双模带通滤波器尺寸大、损耗多或带宽不可调等问题。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种双模带通滤波器， 其中，所述双模带通滤波器由终端短路的感性加载以及一个开口环谐振器构成，所述开口环谐振器包括一埋入式平板电容，所述埋入式平板电容的一个极板面作为信号层，另一个极板面保留为地，两个极板面之间设置有介质层，感性加载通过过孔与另一个极板面相连接；
所述开口环谐振器的两条邻边分别与输入馈线、输出馈线直接连接，所述输入馈线和输出馈线对称设置。
所述的双模带通滤波器，其中，所述开口环谐振器的两臂为曲折线或直线。
所述的双模带通滤波器，其中，所述终端短路的感性加载可根据需要设计为不同的宽度和长度，通过控制所述感性加载的短路线的长度和/或宽度来调节滤波器的工作带宽。
所述的双模带通滤波器，其中，所述平板电容的两个极板面采用金属材质。
所述的双模带通滤波器，其中，所述平板电容的两个极板面采用铜质材料。
所述的双模带通滤波器，其中，所述介质层的介电常数大于5，介质层厚度小于或等于50μm。
一种多阶带通滤波器，其中，包括两个以上相同的如上所述的双模带通滤波器，所述双模带通滤波器之间通过金属带线依次连接，所述双模带通滤波器均处于同一平面。
有益效果：
本发明的双模带通滤波器及其组成的多阶带通滤波器，可以像埋入式电容一样，直接埋入印刷电路板中，或者对多层印刷线路板中具有高介电常数的介质层导电极板进行蚀刻加工得到，从而实现电路的集成化和小型化；同时，双模带通滤波器中，通过微扰激起互相耦合的两个简并模式，只需一个谐振器就可以产生两个谐振点，在一定程度上减小了滤波器的面积。
附图说明
图1为本发明的双模带通滤波器的第一实施例的示意图。
图2为图1的沿着A-A方向的剖视图。
图3为本发明的双模带通滤波器的第二实施例的示意图。
图4为本发明的多阶带通滤波器的实施例的示意图。
图5为本发明第一实施例的双模滤波器传输与反射特性示意图。
图6为本发明第二实施例的双模滤波器传输与反射特性示意图。
图7为本发明第三实施例的双模滤波器传输与反射特性示意图。
图8为带通滤波器埋入印刷电路板后的截面示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。
请参阅图1，为本发明的双模带通滤波器的第一实施例的示意图。如图所示，所述双模带通滤波器由终端短路的感性加载4以及一个开口环谐振器1构成。所述终端短路的感性加载4由一个末端短路的金属带线构成，所述开口环谐振器1的两臂11a、11b的走线在一个平面内，我们将此平面定义为信号层。所述开口环谐振器1两条邻边分别与输入馈线1a、输出馈线1b直接连接，所述输入馈线1a和输出馈线1b关于中心轴B-B对称设置。所述终端短路的感性加载4作用是使得双模谐振器的两简并模发生起振并且分离，其一端通过过孔与金属极板300相连，另一端与开口环谐振器相连，从而构成了双模带通滤波器。
所述开口环谐振器1包括一埋入式平板电容，如图2所示，所述埋入式平板电容的一个极板面100作为上述的信号层（蚀刻有电路结构），另一个极板面300保留为地，两个极板面之间设置有介质层200，信号层100上的感性加载通过过孔与另一个极板面300相连接。所述两个极板面采用导电性能良好的金属材料（如金、银、铜等），从性价比来说，以铜质材料为较佳。概括来说，所述埋入式平板电容的结构为：以信号层100作为一个极板面，金属极板300作为另一个极板面，中间是介质层200，是一种典型的平板电容器结构。
介质层200可以采用超薄结构，其介电常数和/或厚度也可以调节，从而影响到谐振电路的谐振频率。大参数的电容才会获得低的谐振频率，为了得到高容量的电容，选用的介质层200介电系数都较高，优选的介电系数大于5。
另外，为了在不增加电路面积的基础上，降低谐振电路的谐振频率，从而实现电路小型化，采用如图3谐振器两臂为曲折线的双模带通滤波器，用曲折线21b、21b代替图1中的直线臂11a、11b的方式，在不增加电路面积的基础上提高了谐振器的电长度，从而在一定程度上实现了电路的小型化。当然，所述谐振器的两臂也可以采用其它走线方式，且两臂的长度在设计时也可调。
为了获得更好的滤波器性能，采用双模谐振器级联的方式获得高阶滤波器，如图4为两个双模滤波器的级联结构：两个相同的双模滤波器中的双模谐振器13、14通过金属带线15直接相连，2a、2b分别为滤波器的输入输出，这样一来，便可以获得三阶滤波器，提高了滤波器的性能，谐振器13、14在同一个平面内，整个三阶滤波器结构还是作为“金属-介质-金属”的一个极板面。同理而言，当需要获得更高阶的滤波器时，可以利用相同的方式进行扩展：若干个双模带通滤波器之间通过金属带线依次连接，所述双模带通滤波器均处于同一平面：作为“金属-介质-金属”的一个极板面。
请一并参阅图1和图5，其分别为双模带通滤波器的第一实施例的示意图和与所述第一实施例对应的传输与反射特性示意图。在本实施例中，输入输出尺寸为0.2×0.2mm2，开口环谐振器1的两臂11a、11b线宽为0.1mm，终端短路的感性加载4的长度为1.65mm，线宽0.2mm；滤波器总尺寸为2×2.2mm2；另外，所述介质层选用介电常数为16，介电损耗为0.01的材料，厚度16um；金属导体层的材质为铜，厚度35um。这样得到图5所示的第一实施例的S参数响应曲线，其4dB带宽为460MHz。
请一并参阅图3和图6，在第二实施例中，输入输出尺寸为0.2×0.1 mm2，曲两臂21a、21b线宽为0.1mm，终端短路的感性加载4的长度为1.75mm，线宽0.15mm；滤波器总尺寸为1.55×1.8 mm2；介质层选用介电常数为16，介电损耗为0.01的材料，厚度16um；金属导体层的材质为铜，厚度35um。这样得到图6所示的第二实施例的S参数响应曲线，其4dB带宽为675MHz。
请一并参阅图4和图7，在第三实施例中，当采用三阶滤波器时，其输入/输出尺寸为0.15×0.1mm2，曲折线金属带的线宽为0.1mm，终端短路的感性加载的长度为1.75mm，线宽0.15mm；中间金属连接线15为0.05×0.12 mm2，滤波器总尺寸为3.35×1.75 mm2 ；介质层选用介电常数为16，介电损耗为0.04的材料，厚度12um；金属导体层为铜，厚度35um。这样得到图7所示的S参数响应曲线，其4dB带宽为770MHz。
无论是双模带通滤波器还是由其组成的多阶带通滤波器，其加工工艺或者通过减成法在平板电容器上刻蚀出需要的电路结构，或者通过加成法如电镀或化学镀等工艺在高介电介质层上形成电路结构，其过孔根据尺寸设计要求采用机械或激光穿孔工艺，在结构上还是一个大面积平板电容器结构，因此可以利用传统的埋入式电容技术将该带通滤波器埋入印刷电路板。
请继续参阅图8，其为带通滤波器埋入印刷电路板后的截面图。如图所示，芯片50位于印刷电路板的上表面。包括信号层100、介质层200以及金属极板300三层结构的双模带通滤波器结构，以层压技术置于印刷电路板的基板介质40中。基板下部依次是一定厚度的环氧玻璃布层压板30、金属地极板20，电路通过接地通孔42与金属地极板20连接。芯片50的信号引出引脚为51，芯片50两边的焊盘52用于固定引脚51，引脚51可以通过微孔41与埋入到基板介质40中的带通滤波器连接。
综上所述，本发明的双模带通滤波器及其组成的多阶带通滤波器，其中，所述双模带通滤波器由终端短路的感性加载以及一个开口环谐振器构成，所述开口环谐振器包括一埋入式平板电容，所述埋入式平板电容的一个极板面作为信号层，另一个极板面保留为地，两个极板面之间设置有介质层，感性加载通过过孔与另一个极板面相连接；所述开口环谐振器的两条邻边分别与输入馈线、输出馈线直接连接，所述输入馈线和输出馈线对称设置。从而可以像埋入式电容一样，将其直接埋入印刷电路板中，从而实现了电路的集成化和小型化；同时，双模带通滤波器中，通过微扰激起互相耦合的两个简并模式，只需一个谐振器就可以产生两个谐振点，在一定程度上减小了滤波器的面积。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，比如改变开口环谐振器的两臂走线结构、调节介质层的介电常数等，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种双模带通滤波器，其特征在于，所述双模带通滤波器由终端短路的感性加载以及一个开口环谐振器构成，所述开口环谐振器包括一埋入式平板电容，所述埋入式平板电容的一个极板面作为信号层，另一个极板面保留为地，两个极板面之间设置有介质层，感性加载通过过孔与另一个极板面相连接；
所述开口环谐振器的两条邻边分别与输入馈线、输出馈线直接连接，所述输入馈线和输出馈线对称设置；
所述开口环谐振器的两臂为曲折线或直线；
通过控制所述感性加载的短路线的长度和/或宽度实现对滤波器工作带宽的调节；
所述介质层的介电常数为16，介质层厚度为16μm或12μm。
2.根据权利要求1所述的双模带通滤波器，其特征在于，所述平板电容的两个极板面采用金属材质。
3.根据权利要求2所述的双模带通滤波器，其特征在于，所述平板电容的两个极板面采用铜质材料。
4.一种多阶带通滤波器，其特征在于，包括两个以上相同的如权利要求1所述的双模带通滤波器，所述双模带通滤波器之间通过金属带线依次连接，所述双模带通滤波器均处于同一平面。
CN201210200609.4A 2012-06-18 2012-06-18 双模带通滤波器及其组成的多阶带通滤波器 Active CN103515680B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210200609.4A CN103515680B (zh) 2012-06-18 2012-06-18 双模带通滤波器及其组成的多阶带通滤波器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210200609.4A CN103515680B (zh) 2012-06-18 2012-06-18 双模带通滤波器及其组成的多阶带通滤波器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103515680A CN103515680A (zh) 2014-01-15
CN103515680B true CN103515680B (zh) 2017-02-01

Family

ID=49898023

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210200609.4A Active CN103515680B (zh) 2012-06-18 2012-06-18 双模带通滤波器及其组成的多阶带通滤波器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103515680B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103779640B (zh) * 2014-01-16 2016-04-13 南京航空航天大学 微带双通带滤波器
CN104037477A (zh) * 2014-05-26 2014-09-10 上海大学 多频带可调谐微带带通滤波器
CN113451728B (zh) * 2021-05-31 2022-06-14 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） 小型化t型双模谐振器
CN113675552B (zh) * 2021-08-18 2022-12-06 南方海洋科学与工程广东省实验室(湛江) 一种应用于无缆地震仪的片上带通滤波器

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101345329A (zh) * 2008-08-26 2009-01-14 东南大学 基于通孔的双模开口环谐振器
CN101515661A (zh) * 2009-03-26 2009-08-26 上海大学 嵌套环形结构平行馈线的微带双模滤波器
CN101894992A (zh) * 2010-07-26 2010-11-24 天津职业技术师范大学 微带折线开路环耦合双模带通滤波器
CN201804985U (zh) * 2010-08-11 2011-04-20 东南大学 基于双分支线加载阶梯阻抗谐振器的双频带通滤波器
CN201918477U (zh) * 2010-10-30 2011-08-03 华南理工大学 一种带宽可控双频微带滤波器

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69831549T2 (de) * 1997-10-21 2006-06-14 Murata Manufacturing Co Dünnfilm-Mehrschichtelektrode, Hochfrequenzübertragungsleitung, Hochfrequenzresonator und Hochfrequenzfilter
CN1874057B (zh) * 2006-06-05 2010-12-01 深圳振华富电子有限公司 一种叠层介质滤波器的湿法成型方法
CN1921212B (zh) * 2006-07-20 2010-12-01 深圳振华富电子有限公司 一种叠层介质滤波器
CN200986957Y (zh) * 2006-12-12 2007-12-05 吉林大学 双带通频率选择表面薄膜
TW200933971A (en) * 2008-01-25 2009-08-01 Univ Nat Taiwan Filter device with transmission zero

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101345329A (zh) * 2008-08-26 2009-01-14 东南大学 基于通孔的双模开口环谐振器
CN101515661A (zh) * 2009-03-26 2009-08-26 上海大学 嵌套环形结构平行馈线的微带双模滤波器
CN101894992A (zh) * 2010-07-26 2010-11-24 天津职业技术师范大学 微带折线开路环耦合双模带通滤波器
CN201804985U (zh) * 2010-08-11 2011-04-20 东南大学 基于双分支线加载阶梯阻抗谐振器的双频带通滤波器
CN201918477U (zh) * 2010-10-30 2011-08-03 华南理工大学 一种带宽可控双频微带滤波器

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
高性能小型化平面平面微波滤波器研究;周明祺;《优秀博士论文》;20101231;第27-46页、56-85页 *
高性能小型化平面微波滤波器研究;周明祺;《优秀博士论文》;20101231;第27-46页、56-85页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN103515680A (zh) 2014-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11195647B2 (en) Tuning systems, devices and methods
US10418708B2 (en) Wideband antenna
JP5326649B2 (ja) アンテナ、アレイアンテナ、プリント基板、及びそれを用いた電子装置
CN101425788B (zh) 空腔谐振器
US20050116875A1 (en) Antenna device suitable for miniaturization
CN107681275B (zh) 天线及电子装置
CN103515680B (zh) 双模带通滤波器及其组成的多阶带通滤波器
US9462709B2 (en) Element housing package and mounting structure body
JP3752474B2 (ja) 表面実装型アンテナおよびアンテナ装置
JP2003332830A (ja) 平面アンテナ、無線端末装置および無線基地局
CN107317080A (zh) 基于基片集成间隙波导的低成本微带线封装
JP7309033B2 (ja) アンテナ
CN107317079A (zh) 基于基片集成间隙波导弯曲微带线封装
JP2006270995A (ja) 表面実装型アンテナおよびアンテナ装置ならびに共振周波数の調整方法
JP2000183634A (ja) アンテナ装置及びそれを搭載した無線機器
CN103346369B (zh) 带通滤波器结构、印刷电路板及其制造方法
JP2007088917A (ja) 伝送線路、電子部品及び伝送線路の製造方法
JP7425554B2 (ja) アンテナ装置
TWM393817U (en) Chip antenna with capacitive load
JP6560623B2 (ja) アンテナ装置
JP2006222797A (ja) 低域通過フィルタ、モジュール部品、及び、低域通過フィルタの製造方法
CN103904418A (zh) 一种全向终端天线
CN117954817A (zh) 高频电路及雷达装置
JP4582311B2 (ja) 信号伝送線路、電子部品及び信号伝送線路の製造方法
JP3835631B2 (ja) 集中定数型サーキュレータ

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant