CN105762470B - 一种高性能滤波器模块 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高性能滤波器模块，属于通信技术领域，包括低通滤波器模块F1、带阻滤波器模块F2和第一过孔Via1，采用LTCC技术将一个低通滤波器和一个带阻滤波器级联，实现了更好的带内平坦度和更高的远端抑制度；本发明采用LTCC技术，体积小、重量轻、成本低、可靠性高，并且电路实现结构简单，易于大批量生产。
Description
技术领域
本发明通信技术领域，尤其涉及一种高性能滤波器模块。
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，对滤波器的性能、尺寸、可靠性和成本均提出了更高的要求。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。
低温共烧陶瓷是一种电子封装技术，采用多层陶瓷技术，能够将无源元件内置于介质基板内部，同时也可以将有源元件贴装于基板表面制成无源/有源集成的功能模块。LTCC技术在成本、集成封装、布线线宽和线间距、低阻抗金属化、设计多样性和灵活性及高频性能等方面都显现出众多优点，已成为无源集成的主流技术。其具有高Q值，便于内嵌无源器件，散热性好，可靠性高，耐高温，冲震等优点，利用LTCC技术，可以很好的加工出尺寸小，精度高，紧密型好，损耗小的微波器件。由于LTCC技术具有三维立体集成优势，在微波频段被广泛用来制造各种微波无源元件，实现无源元件的高度集成。基于LTCC工艺的叠层技术，可以实现三维集成，从而使各种微型微波滤波器具有尺寸小、重量轻、性能优、可靠性高、批量生产性能一致性好及低成本等诸多优点，利用其三维集成结构特点，可以实现高性能滤波器模块。
发明内容
本发明的目的是提供一种高性能滤波器模块，采用LTCC技术将一个低通滤波器和一个带阻滤波器级联，实现了更好的滤波效果，并且达到了更优异的电气性能。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种高性能滤波器模块，包括低通滤波器模块F1、带阻滤波器模块F2和第一过孔Via1，
低通滤波器模块F1包括表面贴装的50欧姆阻抗输入端口P1、第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第一屏蔽层SD1、第二屏蔽层SD2、第二过孔Via2和第三过孔Via3，输入端口P1通过并联在一起的第一电感L1和第一电容C1连接第二过孔Via2，所述第二过孔Via2通过第二电容C2连接第一屏蔽层SD1，所述第二过孔Via2还通过并联在一起的第二电感L2和第三电容C3连接第三过孔Via3，所述第三过孔Via3通过第四电容C4连接第二屏蔽层SD2，所述第三过孔Via3还通过并联在一起的第三电感L3和第五电容C5连接所述第一过孔Via1；
所述第一屏蔽层SD1设于所述第二屏蔽层SD2的上面，所述第一屏蔽层SD1和所述第二屏蔽层SD2在水平方向上为平行设置，所述第一电感L1、所述第二电感L2、所述第三电感L3、所述第一电容C1、所述第二电容C2、所述第三电容C3、所述第四电容C4、所述第五电容C5、所述第二过孔Via2和所述第三过孔Via3均设于所述第一屏蔽层SD1和所述第二屏蔽层SD2之间；
带阻滤波器模块F2包括表面贴装的50欧姆阻抗输出端口P2、第四电感L4、第五电感L5、第六电感L6、第七电感L7、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第三屏蔽层SD3、第四屏蔽层SD4、第四过孔Via4、第五过孔Via5和第六过孔Via6，所述第一过孔Via1还通过并联在一起的第四电感L4和第六电容C6连接第四过孔Via4，所述第四过孔Via4通过第七电容C7连接第四屏蔽层SD4，所述第四过孔Via4还通过并联在一起的第五电感L5和第八电容C8连接第五过孔Via5，所述第五过孔Via5通过第六电感L6连接第六过孔Via6，所述第六过孔Via6还通过第九电容C9连接第三屏蔽层SD3，所述第五过孔Via5还通过并联在一起的第七电感L7和第十电容C10连接输出端口P2；
所述第三屏蔽层SD3设于所述第四屏蔽层SD4的上面，所述第三屏蔽层SD3和所述第四屏蔽层SD4在水平方向上为平行设置，所述第四电感L4、所述第五电感L5、所述第六电感L6、所述第七电感L7、所述第六电容C6、所述第七电容C7、所述第八电容C8、所述第九电容C9、所述第十电容C10、所述第四过孔Via4、所述第五过孔Via5和所述第六过孔Via6均设于所述第三屏蔽层SD3和所述第四屏蔽层SD4之间。
所述第一屏蔽层SD1与第三屏蔽层SD3位于同一层面且相互相连，第二屏蔽层SD2与第四屏蔽层SD4位于同一层面且相互相连。
所述一种高性能滤波器模块的电路板为低温共烧陶瓷电路基板。
本发明所述的一种高性能滤波器模块，采用LTCC技术将一个低通滤波器和一个带阻滤波器级联，解决了原当低通滤波器的截止频率为3GHz时，输入频率高于9GHz后，滤波后衰减大幅度减小的问题，实现了更好的滤波效果，并且达到了更优异的电气性能；本发明采用低损耗低温共烧陶瓷材料和混合多层基板加工技术，实现了更好的带内平坦度和更高的远端抑制度；本发明采用LTCC技术，体积小、重量轻、成本低、可靠性高，并且电路实现结构简单，易于大批量生产。
附图说明
图 1是本发明一种高性能滤波器模块的外形结构示意图；
图2是本发明一种高性能滤波器模块中低通滤波器的外形及内部结构示意图；
图3是本发明一种高性能滤波器模块中带阻滤波器的外形及内部结构示意图；
图4是本发明一种高性能滤波器模块中低通滤波器的幅频特性曲线和驻波特性曲线；
图5是本发明一种高性能滤波器模块将带阻滤波器与低通滤波器级联后的幅频特性和驻波特性曲线。
具体实施方式
如图1所示的一种高性能滤波器模块，包括低通滤波器模块F1、带阻滤波器模块F2和第一过孔Via1，
如图2所示的低通滤波器模块F1包括表面贴装的50欧姆阻抗输入端口P1、第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第一屏蔽层SD1、第二屏蔽层SD2、第二过孔Via2和第三过孔Via3，输入端口P1通过并联在一起的第一电感L1和第一电容C1连接第二过孔Via2，所述第二过孔Via2通过第二电容C2连接第一屏蔽层SD1，所述第二过孔Via2还通过并联在一起的第二电感L2和第三电容C3连接第三过孔Via3，所述第三过孔Via3通过第四电容C4连接第二屏蔽层SD2，所述第三过孔Via3还通过并联在一起的第三电感L3和第五电容C5连接所述第一过孔Via1；
所述第一屏蔽层SD1设于所述第二屏蔽层SD2的上面，所述第一屏蔽层SD1和所述第二屏蔽层SD2在水平方向上为平行设置，所述第一电感L1、所述第二电感L2、所述第三电感L3、所述第一电容C1、所述第二电容C2、所述第三电容C3、所述第四电容C4、所述第五电容C5、所述第二过孔Via2和所述第三过孔Via3均设于所述第一屏蔽层SD1和所述第二屏蔽层SD2之间；
如图3所示的带阻滤波器模块F2包括表面贴装的50欧姆阻抗输出端口P2、第四电感L4、第五电感L5、第六电感L6、第七电感L7、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第三屏蔽层SD3、第四屏蔽层SD4、第四过孔Via4、第五过孔Via5和第六过孔Via6，所述第一过孔Via1还通过并联在一起的第四电感L4和第六电容C6连接第四过孔Via4，所述第四过孔Via4通过第七电容C7连接第四屏蔽层SD4，所述第四过孔Via4还通过并联在一起的第五电感L5和第八电容C8连接第五过孔Via5，所述第五过孔Via5通过第六电感L6连接第六过孔Via6，所述第六过孔Via6还通过第九电容C9连接第三屏蔽层SD3，所述第五过孔Via5还通过并联在一起的第七电感L7和第十电容C10连接输出端口P2；
所述第三屏蔽层SD3设于所述第四屏蔽层SD4的上面，所述第三屏蔽层SD3和所述第四屏蔽层SD4在水平方向上为平行设置，所述第四电感L4、所述第五电感L5、所述第六电感L6、所述第七电感L7、所述第六电容C6、所述第七电容C7、所述第八电容C8、所述第九电容C9、所述第十电容C10、所述第四过孔Via4、所述第五过孔Via5和所述第六过孔Via6均设于所述第三屏蔽层SD3和所述第四屏蔽层SD4之间。
所述第一屏蔽层SD1与第三屏蔽层SD3位于同一层面且相互相连，第二屏蔽层SD2与第四屏蔽层SD4位于同一层面且相互相连。
所述一种高性能滤波器模块的电路板为低温共烧陶瓷电路基板。
如图4和图5所示，原低通滤波器的截止频率为3GHz，频率高于9GHz后，衰减大幅度减小，本发明将一个低通滤波器与一个带阻滤波器级联之后，其中心频率仍为3GHz，频率高于9GHz处抑制度大大提高，输入端口回波损耗优于19dB。
本发明采用多层低温共烧陶瓷工艺实现，其低温共烧陶瓷材料和金属图形在大约900℃温度下烧结而成，所以具有非常高的可靠性和温度稳定性，由于结构采用混合多层基板加工技术以及外表面金属屏蔽实现接地和封装，从而使体积大幅减小，尺寸仅为1.2mm×5.7mm×0.94mm。
本发明所述的一种高性能滤波器模块，采用LTCC技术将一个低通滤波器和一个带阻滤波器级联，解决了原当低通滤波器的截止频率为3GHz时，输入频率高于9GHz后，滤波后衰减大幅度减小的问题，实现了更好的滤波效果，并且达到了更优异的电气性能；本发明采用低损耗低温共烧陶瓷材料和混合多层基板加工技术，实现了更好的带内平坦度和更高的远端抑制度；本发明采用LTCC技术，体积小、重量轻、成本低、可靠性高，并且电路实现结构简单，易于大批量生产。
Claims (3)
1.一种高性能滤波器模块，其特征在于：包括低通滤波器模块F1、带阻滤波器模块F2和第一过孔Via1，
低通滤波器模块F1包括表面贴装的50欧姆阻抗输入端口P1、第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第一屏蔽层SD1、第二屏蔽层SD2、第二过孔Via2和第三过孔Via3，输入端口P1通过并联在一起的第一电感L1和第一电容C1连接第二过孔Via2，所述第二过孔Via2通过第二电容C2连接第一屏蔽层SD1，所述第二过孔Via2还通过并联在一起的第二电感L2和第三电容C3连接第三过孔Via3，所述第三过孔Via3通过第四电容C4连接第二屏蔽层SD2，所述第三过孔Via3还通过并联在一起的第三电感L3和第五电容C5连接所述第一过孔Via1；
所述第一屏蔽层SD1设于所述第二屏蔽层SD2的上面，所述第一屏蔽层SD1和所述第二屏蔽层SD2在水平方向上为平行设置，所述第一电感L1、所述第二电感L2、所述第三电感L3、所述第一电容C1、所述第二电容C2、所述第三电容C3、所述第四电容C4、所述第五电容C5、所述第二过孔Via2和所述第三过孔Via3均设于所述第一屏蔽层SD1和所述第二屏蔽层SD2之间；
带阻滤波器模块F2包括表面贴装的50欧姆阻抗输出端口P2、第四电感L4、第五电感L5、第六电感L6、第七电感L7、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第三屏蔽层SD3、第四屏蔽层SD4、第四过孔Via4、第五过孔Via5和第六过孔Via6，所述第一过孔Via1还通过并联在一起的第四电感L4和第六电容C6连接第四过孔Via4，所述第四过孔Via4通过第七电容C7连接第四屏蔽层SD4，所述第四过孔Via4还通过并联在一起的第五电感L5和第八电容C8连接第五过孔Via5，所述第五过孔Via5通过第六电感L6连接第六过孔Via6，所述第六过孔Via6还通过第九电容C9连接第三屏蔽层SD3，所述第五过孔Via5还通过并联在一起的第七电感L7和第十电容C10连接输出端口P2；
所述第三屏蔽层SD3设于所述第四屏蔽层SD4的上面，所述第三屏蔽层SD3和所述第四屏蔽层SD4在水平方向上为平行设置，所述第四电感L4、所述第五电感L5、所述第六电感L6、所述第七电感L7、所述第六电容C6、所述第七电容C7、所述第八电容C8、所述第九电容C9、所述第十电容C10、所述第四过孔Via4、所述第五过孔Via5和所述第六过孔Via6均设于所述第三屏蔽层SD3和所述第四屏蔽层SD4之间。
2.如权利要求1所述的一种高性能滤波器模块，其特征在于：所述第一屏蔽层SD1与第三屏蔽层SD3位于同一层面且相互相连，第二屏蔽层SD2与第四屏蔽层SD4位于同一层面且相互相连。
3.如权利要求1所述的一种高性能滤波器模块，其特征在于：所述一种高性能滤波器模块的电路板为低温共烧陶瓷电路基板。
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