CN103618124A - 一种新型叠层片式双工器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种双工器，特别是有关新型叠层片式双工器，包括陶瓷基体，设置在陶瓷基体内部的低通滤波器和高通滤波器，设置在陶瓷基体外侧四周的接线端口，该接线端口包括接地端口、公共端口（P2）、高频段输出端口（P4）和低频段输出端口（P6），其特征在于：所述低通滤波器和高通滤波器通过公共端口（P2）连接，低通滤波器的另一端连接低频段输出端口（P6），高通滤波器的另一端连接高频段输出端口（P4），低通滤波器和高通滤波器构成了电路层，所述电路层呈叠层结构。

Description

一种新型叠层片式双工器

技术领域

本发明公开一种双工器，特别是有关新型叠层片式双工器，可用于移动电话、平板电脑以及其他各种通讯设备中。                                                     

背景技术                                                              

双工器，也称为分频器，是一种特殊的双向三端口滤波器件，在多频系统中具有不可或缺的作用，随着现代科学技术的飞速发展，便携式电子设备应用越来越广泛、功能越来越多、尺寸也越来越小，各种多频系统也开始广泛应用于手机、无线网络设备等。因此对移动通信系统终端器件如滤波器、双工器等元器件的要求越来越高，不仅要求性能可靠、插入损耗低，而且体积要小并具有高选择性。

发明内容

本发明提供一种新型叠层片式双工器，该双工器采用集总参数设计的特殊结构，由一个低通滤波器和一个高通滤波器组成及采用LTCC成型技术集成到同一陶瓷体中，然后利用900℃低温共烧而成。本发明采用的技术方案是：一种新型叠层片式双工器，包括陶瓷基体，设置在陶瓷基体内部的低通滤波器和高通滤波器，设置在陶瓷基体外侧四周的接线端口，该接线端口包括接地端口、公共端口（P2）、高频段输出端口（P4）和低频段输出端口（P6），所述低通滤波器和高通滤波器通过公共端口（P2）连接，低通滤波器的另一端连接低频段输出端口（P6），高通滤波器的另一端连接高频段输出端口（P4），低通滤波器和高通滤波器构成了电路层，所述电路层呈叠层结构。

进一步的，所述低通滤波器包括电感L1、电容C1和电容C2，其中电感L1和电容C1并联后的一端连接至公共端口（P2），电感L1和电容C1并联后的另一端与电容C2一端连接低频段输出端口（P6），电容C2的另一端连接接地端口。

进一步的，所述高通滤波器包括电感L2、电容C3、电容C4、电容C5，其中电容C3的一端连接至公共端口（P2），电容C3的另一端与电容C5一端连接，电容C5的另一端连接高频段输出端口（P4），电感L2一端与电容C3和电容C5的公共连接端相连接，电感L2的另一端与电容C4一端连接，电容C4的另一端连接接地端口。

进一步的，所述电路层共有6层，其中，

第一层为，在陶瓷介质基板上印制有两块相互绝缘金属平面导体，分别为第一电容基片和第十六电容基片，且第一电容基片的第一内部端点（1a）连接高频段输出端口（P4），第十六电容基片的第二内部端点（1b）连接第一接地端口（P5），第十六电容基片的第三内部端点（1c）连接第二接地端口（P3）；

第二层设置在第一层上方，第二层为，在陶瓷介质基板上印制有三块相互绝缘金属平面导体，分别为第二电容基片、第十七电容基片和第十五电容基片，且第十五电容基片的第四内部端点（2a）连接低频段输出端口（P6），第二电容基片连接第一点柱（4-1），第十七电容基片连接第二点柱（4-2）；

第三层设置在第二层上方，第三层为，在陶瓷介质基板上印制有两块金属平面导体，分别为第三电容基片、第十三电容基片和第十四电容基片，其中第三电容基片和第十四电容基片结合后设置在陶瓷介质基板上，且第十三电容基片的第五内部端点（3a）连接第一接地端口（P5），第十四电容基片的第六内部端点（3b）连接公共端口（P2）；

第四层设置在第三层上方，第四层为，在陶瓷介质基板上印制有两个相互绝缘金属线圈，分别为第五电感线圈和第十二电感线圈，且第十二电感线圈的第八内部端点（4b）连接低频段输出端口（P6），第十二电感线圈的第七内部端点（4a）连接第五点柱（9-1），第五电感线圈的第九内部端点（4c）连接第一点柱（4-1），第五电感线圈的第十内部端点（4d）连接第三点柱（7-1）；

第五层设置在第四层上方，第五层为，在陶瓷介质基板上印制有两个相互绝缘金属线圈，分别为第六电感线圈和第十一电感线圈，且第十一电感线圈的第十一内部端点（5a）连接第五点柱（9-1），第六电感线圈的第十二内部端点（5b）连接第三点柱（7-1），第六电感线圈的第十三内部端点（5c）连接第四点柱（7-2），第十一电感线圈的第十四内部端点（5d）连接第六点柱（9-2）；

第六层设置在第五层上方，第六层为，在陶瓷介质基板上印制有两个相互绝缘金属线圈，分别为第八电感线圈和第十电感线圈，且第八电感线圈的第十五内部端点（6a）连接第二点柱（4-2），第十电感线圈的第十六内部端点（6b）连接第六点柱（9-2），第八电感线圈的第十七内部端点（6c）连接第四点柱（7-2），第十电感线圈的第十八内部端点（6d）连接公共端口（P2）。 

本发明的有益效果是：本发明以LTCC（低温共烧陶瓷）技术为基础，采用集总参数模型设计实现叠层片式双工器的特殊电性能要求。本发明有效实现了低频信号和高频信号的分频功能，具有低损耗、高可靠性、低成本和适合于大规模的生产等优点，另外还适应了新的电子元件小型化发展趋势。

附图说明

图1为本发明等效电路示意图；

图2为本发明外观结构立体示意图；

图3为本发明内部结构示意图；

图4为本发明实施例中第一层电路平面结构示意图；

图5为本发明实施例中第二层电路平面结构示意图；

图6为本发明实施例中第二层与第三层之间、第三层与第四层之间点柱连接平面结构示意图；

图7为本发明实施例中第三层电路平面结构示意图；

图8为本发明实施例中第四层电路平面结构示意图；

图9为本发明实施例中第四层与第五层之间点柱连接平面结构示意图

图10为本发明实施例中第五层电路平面结构示意图；

图11为本发明实施例中第五层与第六层之间点柱连接平面结构示意图；

图12为本发明实施例中第六层电路平面结构示意图；

图中，第一电容基片1为C5电容基片，第二电容基片2为C3和C5公共电容基片，第三电容基片3为C3电容基片，第一点柱4-1及第二点柱4-2为连接C3和C5公共电容基片和接地电容C4基片之间的金属圆柱导体，第五电感线圈5为电感线圈L2第一层金属线圈，第六电感线圈6为电感线圈L2第二层金属线圈，第三点柱7-1及第四点柱7-2为连接电感线圈L2第一层与第二层、第二层与第三层线圈之间的金属圆柱导体，第八电感线圈8为电感线圈L2第三层金属线圈，第五点柱9-1及第六点柱9-2为连接电感线圈L1第一层与第二层、第二层与第三层线圈之间的金属圆柱导体，第十电感线圈10为电感线圈L1第三层金属线圈，第十一电感线圈11为电感线圈L1第二层金属线圈，第十二电感线圈12为电感线圈L1第一层金属线圈，第十三电容基片13为接地电容C4接地基片，第十四电容基片14为C1电容基片，第十五电容基片15为C1和C2公共电容基片，第十六电容基片16为C2电容接地基片，第十七电容基片17为接地电容C4基片，第一内部端点（1a）至第十八内部端点（6d）为电容基片或电感线圈的端点连接处。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

一种新型叠层片式双工器，包括陶瓷基体，设置在陶瓷基体内部的低通滤波器和高通滤波器，设置在陶瓷基体外侧四周的接线端口，该接线端口包括接地端口、公共端口（P2）、高频段输出端口（P4）和低频段输出端口（P6），所述低通滤波器和高通滤波器通过公共端口（P2）连接，低通滤波器的另一端连接低频段输出端口（P6），高通滤波器的另一端连接高频段输出端口（P4），低通滤波器和高通滤波器构成了电路层，所述电路层呈叠层结构。低通滤波器包括电感L1、电容C1和电容C2，其中电感L1和电容C1并联后的一端连接至公共端口（P2），电感L1和电容C1并联后的另一端与电容C2一端连接低频段输出端口（P6），电容C2的另一端连接接地端口。高通滤波器包括电感L2、电容C3、电容C4、电容C5，其中电容C3的一端连接至公共端口（P2），电容C3的另一端与电容C5一端连接，电容C5的另一端连接高频段输出端口（P4），电感L2一端与电容C3和电容C5的公共连接端相连接，电感L2的另一端与电容C4一端连接，电容C4的另一端连接接地端口。

所述电路层共有6层，其中，

第一层为，在陶瓷介质基板上印制有两块相互绝缘金属平面导体，分别为第一电容基片1和第十六电容16基片，且第一电容基片1的第一内部端点（1a）连接高频段输出端口（P4），第十六电容基片16的第二内部端点（1b）连接第一接地端口（P5），第十六电容基片16的第三内部端点（1c）连接第二接地端口（P3）；

第二层设置在第一层上方，第二层为，在陶瓷介质基板上印制有三块相互绝缘金属平面导体，分别为第二电容基片2、第十七电容基片17和第十五电容基片15，且第十五电容基片15的第四内部端点（2a）连接低频段输出端口（P6），第二电容基片2连接第一点柱（4-1），第十七电容基片17连接第二点柱（4-2）；

第三层设置在第二层上方，第三层为，在陶瓷介质基板上印制有两块金属平面导体，分别为第三电容基片3、第十三电容基片13和第十四电容基片14，其中第三电容基片3和第十四电容基片14结合后设置在陶瓷介质基板上，且第十三电容基片13的第五内部端点（3a）连接第一接地端口（P5），第十四电容基片14的第六内部端点（3b）连接公共端口（P2）；

第四层设置在第三层上方，第四层为，在陶瓷介质基板上印制有两个相互绝缘金属线圈，分别为第五电感线圈5和第十二电感线圈12，且第十二电感线圈12的第八内部端点（4b）连接低频段输出端口（P6），第十二电感线圈的第七内部端点（4a）连接第五点柱（9-1），第五电感线圈5的第九内部端点（4c）连接第一点柱（4-1），第五电感线圈5的第十内部端点（4d）连接第三点柱（7-1）；

第五层设置在第四层上方，第五层为，在陶瓷介质基板上印制有两个相互绝缘金属线圈，分别为第六电感线圈6和第十一电感线圈11，且第十一电感线圈11的第十一内部端点（5a）连接第五点柱（9-1），第六电感线圈6的第十二内部端点（5b）连接第三点柱（7-1），第六电感线圈6的第十三内部端点（5c）连接第四点柱（7-2），第十一电感线圈11的第十四内部端点（5d）连接第六点柱（9-2）；

第六层设置在第五层上方，第六层为，在陶瓷介质基板上印制有两个相互绝缘金属线圈，分别为第八电感线圈8和第十电感线圈10，且第八电感线圈8的第十五内部端点（6a）连接第二点柱（4-2），第十电感线圈10的第十六内部端点（6b）连接第六点柱（9-2），第八电感线圈8的第十七内部端点（6c）连接第四点柱（7-2），第十电感线圈10的第十八内部端点（6d）连接公共端口（P2）。 

图1是叠层片式双工器等效电路图。电感L1、电容C1和电容C2构成低通滤波器，且通过电感L1和电容C1产生并联谐振在高频段产生传输零点提高隔离度。电感L2、电容C3、电容C4、电容C5构成高通滤波器，且通过电感L2和电容C4在GPS频段内产生一个传输零点提高隔离度。高通滤波器和低通滤波器通过公共端口①构成电路层，公共端口①也就是图2中的P2，其中②为低频段输出端口，也就是图2中的P6，③为高频段输出端口，也就是图2中的P4。

图2是叠层片式双工器的外观结构，其中P1为NC/接地端口，P3和P5为片式双工器接地端口，P2为公共端口，P4为高频段输出端口，P6低频段输出端口。

图3为本发明内部结构示意图，其中的4、7和9代表着金属圆柱导体，也即是本发明中所称的点柱。

本实施例仅是优选的实施例，和本发明实质相同的，或者作用相同都是本发明的应有之义，不能因本发明附图中的数字或者名称而受到限制。

Claims (4)

1.一种新型叠层片式双工器，包括陶瓷基体，设置在陶瓷基体内部的低通滤波器和高通滤波器，设置在陶瓷基体外侧四周的接线端口，该接线端口包括接地端口、公共端口（P2）、高频段输出端口（P4）和低频段输出端口（P6），其特征在于：所述低通滤波器和高通滤波器通过公共端口（P2）连接，低通滤波器的另一端连接低频段输出端口（P6），高通滤波器的另一端连接高频段输出端口（P4），低通滤波器和高通滤波器构成了电路层，所述电路层呈叠层结构。

2.根据权利要求1所述的新型叠层片式双工器，其特征在于：所述低通滤波器包括电感L1、电容C1和电容C2，其中电感L1和电容C1并联后的一端连接至公共端口（P2），电感L1和电容C1并联后的另一端与电容C2一端连接低频段输出端口（P6），电容C2的另一端连接接地端口。

3.根据权利要求1所述的新型叠层片式双工器，其特征在于：所述高通滤波器包括电感L2、电容C3、电容C4、电容C5，其中电容C3的一端连接至公共端口（P2），电容C3的另一端与电容C5一端连接，电容C5的另一端连接高频段输出端口（P4），电感L2一端与电容C3和电容C5的公共连接端相连接，电感L2的另一端与电容C4一端连接，电容C4的另一端连接接地端口。

4.根据权利要求1所述的新型叠层片式双工器，其特征在于：所述电路层共有6层，其中，

第一层为，在陶瓷介质基板上印制有两块相互绝缘金属平面导体，分别为第一电容基片和第十六电容基片，且第一电容基片的第一内部端点（1a）连接高频段输出端口（P4），第十六电容基片的第二内部端点（1b）连接第一接地端口（P5），第十六电容基片的第三内部端点（1c）连接第二接地端口（P3）；

第二层设置在第一层上方，第二层为，在陶瓷介质基板上印制有三块相互绝缘金属平面导体，分别为第二电容基片、第十七电容基片和第十五电容基片，且第十五电容基片的第四内部端点（2a）连接低频段输出端口（P6），第二电容基片连接第一点柱（4-1），第十七电容基片连接第二点柱（4-2）；

第三层设置在第二层上方，第三层为，在陶瓷介质基板上印制有两块金属平面导体，分别为第三电容基片、第十三电容基片和第十四电容基片，其中第三电容基片和第十四电容基片结合后设置在陶瓷介质基板上，且第十三电容基片的第五内部端点（3a）连接第一接地端口（P5），第十四电容基片的第六内部端点（3b）连接公共端口（P2）；

第四层设置在第三层上方，第四层为，在陶瓷介质基板上印制有两个相互绝缘金属线圈，分别为第五电感线圈和第十二电感线圈，且第十二电感线圈的第八内部端点（4b）连接低频段输出端口（P6），第十二电感线圈的第七内部端点（4a）连接第五点柱（9-1），第五电感线圈的第九内部端点（4c）连接第一点柱（4-1），第五电感线圈的第十内部端点（4d）连接第三点柱（7-1）；

第五层设置在第四层上方，第五层为，在陶瓷介质基板上印制有两个相互绝缘金属线圈，分别为第六电感线圈和第十一电感线圈，且第十一电感线圈的第十一内部端点（5a）连接第五点柱（9-1），第六电感线圈的第十二内部端点（5b）连接第三点柱（7-1），第六电感线圈的第十三内部端点（5c）连接第四点柱（7-2），第十一电感线圈的第十四内部端点（5d）连接第六点柱（9-2）；

第六层设置在第五层上方，第六层为，在陶瓷介质基板上印制有两个相互绝缘金属线圈，分别为第八电感线圈和第十电感线圈，且第八电感线圈的第十五内部端点（6a）连接第二点柱（4-2），第十电感线圈的第十六内部端点（6b）连接第六点柱（9-2），第八电感线圈的第十七内部端点（6c）连接第四点柱（7-2），第十电感线圈的第十八内部端点（6d）连接公共端口（P2）。

Images