CN104332681B - 一种新型三维多层单零点双模滤波器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新型三维多层单零点双模滤波器,包括输入/输出端口、输入输出电感、输入输出耦合电感以及使用带状线结构实现的一个双模谐振器,上述结构均采用多层低温共烧陶瓷工艺实现。本发明具有频率覆盖广、相对带宽窄、插损小、重量轻、体积小、可靠性高、电性能好、温度稳定性好、电性能批量一致性好、成本低、可大批量生产等优点,适用于射频、微波及毫米波频段的通信、卫星通信等对体积、电性能、温度稳定性和可靠性有苛刻要求的窄带通信系统。
Description
技术领域
本发明涉及一种射频微波滤波器,特别是一种新型三维多层单零点双模滤波器。
背景技术
近年来,随着移动通信、卫星通信及国防电子系统的微型化的迅速发展,高性能、低成本和小型化已经成为目前微波/射频领域的发展方向,对微波滤波器的性能、尺寸、可靠性和成本均提出了更高的要求。在一些国防尖端设备中,现在的使用频段已经相当拥挤,所以卫星通信等尖端设备向着毫米波波段发展,所以微波毫米波波段滤波器已经成为该波段接收和发射支路中的关键电子部件,描述这种部件性能的主要指标有:通带工作频率范围、阻带频率范围、通带插入损耗、阻带衰减、通带输入/输出电压驻波比、插入相移和时延频率特性、温度稳定性、体积、重量、可靠性等。
当前在射频微波频段使用范围较广的滤波器类型有声表面波滤波器、微带滤波器和LC滤波器。声表面波滤波器滤波特性较好,但是它的制作成本较高且对加工工艺的要求较为苛刻,良品率较低。微带滤波器和LC滤波器的体积较大不利于小型化集成。所述现有技术存在无法同时获得较好的滤波特性、微型化、良品率高和成本低特性的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种由带状线结构实现体积小、重量轻、可靠性高、电性能优异、结构简单、成品率高、批量一致性好、造价低、温度性能稳定的一种新型三维多层单零点双模滤波器。
实现本发明目的的技术方案是:一种新型三维多层单零点双模滤波器,包括50欧姆阻抗输入端口P1、输入内部接口C1、接口输入电感C2、输入耦合带状线C3,双模谐振腔B1第一带状线C4、双模谐振腔B1第二带状线C5、双模谐振腔B1第三带状线C6、双模谐振腔B1第四带状线C7、双模谐振腔B1第五带状线C8,双模谐振腔B1第一金属化通孔V1、双模谐振腔B1第二金属化通孔V2,输出耦合带状线C9,输出接口电感C10、输出内部接口C11、50欧姆阻抗输出端口P2。
50欧姆阻抗输入端口P1中心设置输入内部接口C1,输入内部接口C1的另一端与接口输入电感C2连接,接口输入电感C2的另一端与输入耦合带状线C3相连。
双模谐振腔B1第一带状线C4、双模谐振腔B1第二带状线C5、双模谐振腔B1第三带状线C6、双模谐振腔B1第四带状线C7和双模谐振腔B1第五带状线C8构成双模谐振腔B1。双模谐振腔B1第一带状线C4位于输入耦合带状线C3的右侧,二者耦合连接。双模谐振腔B1第一带状线C4的另一端与双模谐振腔B1第四带状线C7连接。双模谐振腔B1第四带状线C7的另一侧与双模谐振腔B1第五带状线C8连接。双模谐振腔B1第一金属化通孔V1位于双模谐振腔B1第四带状线C7上方,二者直接连接。双模谐振腔B1第一金属化通孔V1的另一端与双模谐振腔B1第二带状线C5连接。双模谐振腔B1第二金属化通孔V2位于双模谐振腔B1第四带状线C7下方,二者直接相连,双模谐振腔B1第二金属化通孔V2的另一端与双模谐振腔B1第三带状线C6直接相连。输出耦合带状线C9位于双模谐振腔B1第五带状线C8的右侧,二者耦合连接。输出耦合带状线C9的另一侧与输出接口电感C10连接、输出接口电感C10的另一侧与输出内部接口C11相连,输出内部接口C11的另一端被设置于50欧姆阻抗输出端口P2的中心。
所述50欧姆阻抗输入端口P1、输入内部接口C1、接口输入电感C2、输入耦合带状线C3、双模谐振腔B1第一带状线C4、双模谐振腔B1第二带状线C5、双模谐振腔B1第三带状线C6、双模谐振腔B1第四带状线C7、双模谐振腔B1第五带状线C8、双模谐振腔B1第一金属化通孔V1、双模谐振腔B1第二金属化通孔V2、输出耦合带状线C9、输出接口电感C10、输出内部接口C11和50欧姆阻抗输出端口P2均采用多层低温共烧陶瓷工艺加工实现。
所述双模谐振腔B1关于其对称轴偶对称并且上下对称,双模谐振腔B1第一带状线C4、双模谐振腔B1第二带状线C5、双模谐振腔B1第三带状线C6、双模谐振腔B1第四带状线C7、双模谐振腔B1第五带状线C8均为两端开路的结构。
与现有技术相比,由于本发明采用低损耗低温共烧陶瓷材料和新结构三维立体集成技术,所带来的显著优点是:(1)可调双模结构,带内平坦、通带内插损低;(2)可调滤波器带宽;(3)滤波器解构紧凑,体积小、重量轻、可靠性高;(4)电性能优异;(5)电路实现结构简单,可实现大批量生产,成品率高;(6)成本低;(7)使用安装方便,可以使用全自动贴片机安装和焊接。
附图说明
图1是本发明一种新型三维多层单零点双模滤波器的外形及内部结构示意图。
图2是本发明一种新型三维多层单零点双模滤波器的结构侧视图。
图3是本发明一种新型三维多层单零点双模滤波器输出端的幅频特性曲线图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
结合图1、图2和图3,本发明一种新型三维多层单零点双模滤波器,该滤波器包括50欧姆阻抗输入端口P1、输入内部接口C1、接口输入电感C2、输入耦合带状线C3,双模谐振腔B1第一带状线C4、双模谐振腔B1第二带状线C5、双模谐振腔B1第三带状线C6、双模谐振腔B1第四带状线C7、双模谐振腔B1第五带状线C8,双模谐振腔B1第一金属化通孔V1、双模谐振腔B1第二金属化通孔V2,输出耦合带状线C9,输出接口电感C10、输出内部接口C11、50欧姆阻抗输出端口P2。
50欧姆阻抗输入端口P1中心设置输入内部接口C1,输入内部接口C1的另一端与接口输入电感C2连接,接口输入电感C2的另一端与输入耦合带状线C3相连。
双模谐振腔B1第一带状线C4、双模谐振腔B1第二带状线C5、双模谐振腔B1第三带状线C6、双模谐振腔B1第四带状线C7和双模谐振腔B1第五带状线C8构成双模谐振腔B1。双模谐振腔B1第一带状线C4位于输入耦合带状线C3的右侧,二者耦合连接。双模谐振腔B1第一带状线C4的另一端与双模谐振腔B1第四带状线C7连接。双模谐振腔B1第四带状线C7的另一侧与双模谐振腔B1第五带状线C8连接。双模谐振腔B1第一金属化通孔V1位于双模谐振腔B1第四带状线C7上方,二者直接连接。双模谐振腔B1第一金属化通孔V1的另一端与双模谐振腔B1第二带状线C5连接。双模谐振腔B1第二金属化通孔V2位于双模谐振腔B1第四带状线C7下方,二者直接相连,双模谐振腔B1第二金属化通孔V2的另一端与双模谐振腔B1第三带状线C6直接相连。输出耦合带状线C9位于双模谐振腔B1第五带状线C8的右侧,二者耦合连接。输出耦合带状线C9的另一侧与输出接口电感C10连接、输出接口电感C10的另一侧与输出内部接口C11相连,输出内部接口C11的另一端设置于50欧姆阻抗输出端口P2的中心。
结合图1,所述50欧姆阻抗输入端口P1、输入内部接口C1、接口输入电感C2、输入耦合带状线C3,双模谐振腔B1第一带状线C4、双模谐振腔B1第二带状线C5、双模谐振腔B1第三带状线C6、双模谐振腔B1第四带状线C7、双模谐振腔B1第五带状线C8,双模谐振腔B1第一金属化通孔V1、双模谐振腔B1第一金属化通孔V2,输出耦合带状线C9,输出接口电感C10、输出内部接口C11、50欧姆阻抗输出端口P2,上述几何形状均采用多层低温共烧陶瓷工艺实现。
结合图1,双模谐振腔B1是关于对称轴的偶对称几何形状;同时也是上下对称的几何形状。双模谐振腔B1第一带状线C4、双模谐振腔B1第二带状线C5、双模谐振腔B1第三带状线C6和双模谐振腔B1第五带状线C8都是开路的结构。
具体而言,所述双模谐振腔B1关于其对称轴偶对称并且上下对称,双模谐振腔B1第一带状线C4、双模谐振腔B1第二带状线C5、双模谐振腔B1第三带状线C6、双模谐振腔B1第四带状线C7、双模谐振腔B1第五带状线C8均为两端开路的结构。根据奇偶模的分析方法,合理调整双模谐振腔的尺寸就能任意调整双模的谐振频率,当两种模式的谐振频率和耦合程度得当时,就能够得到性能优良的滤波器。
下面结合实施例对本发明做进一步详细的描述。
实施例1
本发明的新型立体微型双模宽带滤波器的输入耦合带状线C3,双模谐振腔B1第一带状线C4、双模谐振腔B1第二带状线C5的尺寸分别为3.2mm×0.2mm、2.9mm×0.28mm和3.3mm×0.47mm。
本发明一种新型三维多层单零点双模滤波器的尺寸仅为4.8mm×4.2mm×1.5mm,其性能可从图3看出,通带中心频率为7.0GHz,通带6.95GHz~7.06GHz,相对带宽约为2%,通带内最小插入损耗为2.15dB,中心频率处输入端口回波损耗达到了17.8dB,带外产生了一个零点,通带右侧带外抑制较好。
Claims (3)
1.一种新型三维多层单零点双模滤波器,其特征在于,包括50欧姆阻抗输入端口(P1)、输入内部接口(C1)、接口输入电感(C2)、输入耦合带状线(C3)、双模谐振腔(B1)第一带状线(C4)、双模谐振腔(B1)第二带状线(C5)、双模谐振腔(B1)第三带状线(C6)、双模谐振腔(B1)第四带状线(C7)、双模谐振腔(B1)第五带状线(C8)、双模谐振腔(B1)第一金属化通孔(V1)、双模谐振腔(B1)第二金属化通孔(V2)、输出耦合带状线(C9)、输出接口电感(C10)、输出内部接口(C11)和50欧姆阻抗输出端口(P2);
50欧姆阻抗输入端口(P1)中心设置输入内部接口(C1),输入内部接口(C1)的另一端与接口输入电感(C2)连接,接口输入电感(C2)的另一端与输入耦合带状线(C3)相连;
双模谐振腔(B1)第一带状线(C4)、双模谐振腔(B1)第二带状线(C5)、双模谐振腔(B1)第三带状线(C6)、双模谐振腔(B1)第四带状线(C7)和双模谐振腔(B1)第五带状线(C8)构成双模谐振腔(B1);双模谐振腔(B1)第一带状线(C4)位于输入耦合带状线(C3)的右侧,二者耦合连接,双模谐振腔(B1)第一带状线(C4)的另一端与双模谐振腔(B1)第四带状线(C7)连接,双模谐振腔(B1)第四带状线(C7)的另一侧与双模谐振腔(B1)第五带状线(C8)连接;双模谐振腔(B1)第一金属化通孔(V1)位于双模谐振腔(B1)第四带状线(C7)上方,二者直接连接,双模谐振腔(B1)第一金属化通孔(V1)的另一端与双模谐振腔(B1)第二带状线(C5)连接,双模谐振腔(B1)第二金属化通孔(V2)位于双模谐振腔(B1)第四带状线(C7)下方,二者直接相连,双模谐振腔(B1)第二金属化通孔(V2)的另一端与双模谐振腔(B1)第三带状线(C6)直接相连,输出耦合带状线(C9)位于双模谐振腔(B1)第五带状线(C8)的右侧,二者耦合连接,输出耦合带状线(C9)的另一侧与输出接口电感(C10)连接,输出接口电感(C10)的另一侧与输出内部接口(C11)相连,输出内部接口(C11)的另一端设置于50欧姆阻抗输出端口(P2)的中心。
2.根据权利要求1所述的新型三维多层单零点双模滤波器,其特征在于,50欧姆阻抗输入端口(P1)、输入内部接口(C1)、接口输入电感(C2)、输入耦合带状线(C3)、双模谐振腔(B1)第一带状线(C4)、双模谐振腔(B1)第二带状线(C5)、双模谐振腔(B1)第三带状线(C6)、双模谐振腔(B1)第四带状线(C7)、双模谐振腔(B1)第五带状线(C8)、双模谐振腔(B1)第一金属化通孔(V1)、双模谐振腔(B1)第二金属化通孔(V2)、输出耦合带状线(C9)、输出接口电感(C10)、输出内部接口(C11)和50欧姆阻抗输出端口(P2)均采用多层低温共烧陶瓷工艺加工实现。
3.根据权利要求1或2所述的新型三维多层单零点双模滤波器,其特征在于,所述双模谐振腔(B1)关于其对称轴偶对称并且上下对称,双模谐振腔(B1)第一带状线(C4)、双模谐振腔(B1)第二带状线(C5)、双模谐振腔(B1)第三带状线(C6)、双模谐振腔(B1)第四带状线(C7)、双模谐振腔(B1)第五带状线(C8)均为两端开路的结构。
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