CN106129546B - 一种c波段数字移相滤波器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种C波段数字移相滤波器，属于数字移相滤波器技术领域，包括外部贴片数字移相器DPS模块和内部滤波器Filter，实现了一种集成了滤波器、数字移相器的LTCC微波模块，具有易调试、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，适用于相应微波频段的通信、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场合和相应的系统中。
Description
技术领域
本发明涉及数字移相滤波器技术领域，特别涉及一种C波段数字移相滤波器。
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，对微波功率放大器的性能、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：工作频率范围、输出功率增益、增益噪声指数、输入输出三阶截取点、电压驻波比等。
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。
发明内容
本发明的目的在于提供一种C波段数字移相滤波器，实现了一种集成了滤波器、数字移相器的LTCC微波模块，具有体积小、重量轻、可靠性高、电性能优异、使用方便、适用范围广、成品率高、批量一致性好和造价低等优点。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种C波段数字移相滤波器，包括外部贴片数字移相器DPS模块和内部滤波器Filter，外部贴片数字移相器DPS模块设于内部滤波器Filter的上表面，内部滤波器Filter的左侧面设有信号输入端Pin18和信号输出端Pin17，内部滤波器Filter的后侧面设有接地端Pin1、控制端Pin2、控制端Pin3、控制端Pin4、控制端Pin5、控制端Pin6、控制端Pin7、控制端Pin8、控制端Pin9、控制端Pin10、控制端Pin11和接地端Pin12，内部滤波器Filter的右侧面设有悬空端Pin13和悬空端Pin14，内部滤波器Filter的前侧面设有接地端Pin15和接地端Pin16；
外部贴片数字移相器DPS模块的左边设有输入端口RFin，外部贴片数字移相器DPS模块的右边设有输出端口RFout；
内部滤波器Filter包括上接地板shield1、第一谐振层、第二谐振层、下接地板shield2、通孔Via1、通孔Via2、通孔Via3、通孔Via4和上接地板shield1、第一谐振层、第二谐振层和下接地板shield2为从上至下依次设置，通孔Via1设于内部滤波器Filter的左边，通孔Via2设于内部滤波器Filter的右边，通孔Via3设于内部滤波器Filter的后边，通孔Via4设于内部滤波器Filter的前边；
第一谐振层包括短路短截线L5、短路短截线L6、短路短截线L7、短路短截线L8、导线Lin、输出电感F-out和电感F-in，短路短截线L5、短路短截线L6、短路短截线L7和短路短截线L8为从左至右依次间隔设置，短路短截线L5的后端、短路短截线L6的后端、短路短截线L7的后端和短路短截线L8的后端均通过通孔Via3连接上接地板shield1，短路短截线L5的左边设有输出电感F-out，输出电感F-out与短路短截线L5连接，输出电感F-out的后边设有导线Lin，导线Lin通过通孔Via1连接所述输入端口RFin，导线Lin还连接所述信号输入端Pin18，短路短截线L8的右边设有电感F-in，电感F-in连接短路短截线L8，电感F-in还通过通孔Via2连接所述输出端口RFout；
第二谐振层包括短路短截线L1、短路短截线L2、短路短截线L3和短路短截线L4，短路短截线L1、短路短截线L2、短路短截线L3和短路短截线L4为从左至右依次间隔设置，短路短截线L1位于所述短路短截线L5的正下方，短路短截线L2位于所述短路短截线L6的正下方，短路短截线L3位于所述短路短截线L7的正下方，短路短截线L4位于所述短路短截线L8的正下方，短路短截线L1的前端、短路短截线L2的前端、短路短截线L3的前端和短路短截线L4的前端均通过通孔Via4连接下接地板shield2。
所述信号输入端Pin18、所述信号输出端Pin17、所述接地端Pin1、所述控制端Pin2、所述控制端Pin3、所述控制端Pin4、所述控制端Pin5、所述控制端Pin6、所述控制端Pin7、所述控制端Pin8、所述控制端Pin9、所述控制端Pin10、所述控制端Pin11、所述接地端Pin12、所述悬空端Pin13、所述悬空端Pin14、所述接地端Pin15和所述接地端Pin16均为外部封装引脚。
所述信号输入端Pin18、所述信号输出端Pin17、所述接地端Pin1、所述控制端Pin2、所述控制端Pin3、所述控制端Pin4、所述控制端Pin5、所述控制端Pin6、所述控制端Pin7、所述控制端Pin8、所述控制端Pin9、所述控制端Pin10、所述控制端Pin11、所述接地端Pin12、所述悬空端Pin13、所述悬空端Pin14、所述接地端Pin15和所述接地端Pin16的上端均设有向内部滤波器Filter上表面的一侧延伸的折弯部，所述信号输入端Pin18、所述信号输出端Pin17、所述接地端Pin1、所述控制端Pin2、所述控制端Pin3、所述控制端Pin4、所述控制端Pin5、所述控制端Pin6、所述控制端Pin7、所述控制端Pin8、所述控制端Pin9、所述控制端Pin10、所述控制端Pin11、所述接地端Pin12、所述悬空端Pin13、所述悬空端Pin14、所述接地端Pin15和所述接地端Pin16的下端均设有向内部滤波器Filter下表面的一侧延伸的折弯部。
外部贴片数字移相器DPS模块和所述内部滤波器Filter两者为通过LTCC技术实现的一体封装结构。
所述一种C波段数字移相滤波器采用LTCC工艺制成。
所述外部贴片数字移相器DPS模块的型号为WYD050060-5。
所述短路短截线L1和所述短路短截线L5构成了第一谐振器，所述短路短截线L2和短路短截线L6构成了第二谐振器，所述短路短截线L3和短路短截线L7构成了第三谐振器，所述短路短截线L4和短路短截线L8构成了第四谐振器。
所述控制端Pin2、所述控制端Pin3、所述控制端Pin4、所述控制端Pin5、所述控制端Pin6、所述控制端Pin7、所述控制端Pin8、所述控制端Pin9、所述控制端Pin10和所述控制端Pin11均连接所述外部贴片数字移相器DPS模块。
本发明所述的一种C波段数字移相滤波器，实现了一种集成了滤波器、数字移相器的LTCC微波模块，具有体积小、重量轻、可靠性高、电性能优异、使用方便、适用范围广、成品率高、批量一致性好和造价低等优点，适用于相应微波频段的通信、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场合和相应的系统中。
附图说明
图1是本发明的原理图框图；
图2是本发明的外部结构示意图；
图3是本发明的内部滤波器Filte的内部结构示意图；
图4是本发明的S参数曲线图；
图5是本发明的相移波形图。
具体实施方式
如图1-5所示的一种C波段数字移相滤波器，包括外部贴片数字移相器DPS模块和内部滤波器Filter，外部贴片数字移相器DPS模块设于内部滤波器Filter的上表面，内部滤波器Filter的左侧面设有信号输入端Pin18和信号输出端Pin17，内部滤波器Filter的后侧面设有接地端Pin1、控制端Pin2、控制端Pin3、控制端Pin4、控制端Pin5、控制端Pin6、控制端Pin7、控制端Pin8、控制端Pin9、控制端Pin10、控制端Pin11和接地端Pin12，内部滤波器Filter的右侧面设有悬空端Pin13和悬空端Pin14，内部滤波器Filter的前侧面设有接地端Pin15和接地端Pin16；
外部贴片数字移相器DPS模块的左边设有输入端口RFin，外部贴片数字移相器DPS模块的右边设有输出端口RFout；
内部滤波器Filter包括上接地板shield1、第一谐振层、第二谐振层、下接地板shield2、通孔Via1、通孔Via2、通孔Via3、通孔Via4和上接地板shield1、第一谐振层、第二谐振层和下接地板shield2为从上至下依次设置，通孔Via1设于内部滤波器Filter的左边，通孔Via2设于内部滤波器Filter的右边，通孔Via3设于内部滤波器Filter的后边，通孔Via4设于内部滤波器Filter的前边；
第一谐振层包括短路短截线L5、短路短截线L6、短路短截线L7、短路短截线L8、导线Lin、输出电感F-out和电感F-in，短路短截线L5、短路短截线L6、短路短截线L7和短路短截线L8为从左至右依次间隔设置，短路短截线L5的后端、短路短截线L6的后端、短路短截线L7的后端和短路短截线L8的后端均通过通孔Via3连接上接地板shield1，短路短截线L5的左边设有输出电感F-out，输出电感F-out与短路短截线L5连接，输出电感F-out的后边设有导线Lin，导线Lin通过通孔Via1连接所述输入端口RFin，导线Lin还连接所述信号输入端Pin18，短路短截线L8的右边设有电感F-in，电感F-in连接短路短截线L8，电感F-in还通过通孔Via2连接所述输出端口RFout；
第二谐振层包括短路短截线L1、短路短截线L2、短路短截线L3和短路短截线L4，短路短截线L1、短路短截线L2、短路短截线L3和短路短截线L4为从左至右依次间隔设置，短路短截线L1位于所述短路短截线L5的正下方，短路短截线L2位于所述短路短截线L6的正下方，短路短截线L3位于所述短路短截线L7的正下方，短路短截线L4位于所述短路短截线L8的正下方，短路短截线L1的前端、短路短截线L2的前端、短路短截线L3的前端和短路短截线L4的前端均通过通孔Via4连接下接地板shield2。
所述信号输入端Pin18、所述信号输出端Pin17、所述接地端Pin1、所述控制端Pin2、所述控制端Pin3、所述控制端Pin4、所述控制端Pin5、所述控制端Pin6、所述控制端Pin7、所述控制端Pin8、所述控制端Pin9、所述控制端Pin10、所述控制端Pin11、所述接地端Pin12、所述悬空端Pin13、所述悬空端Pin14、所述接地端Pin15和所述接地端Pin16均为外部封装引脚。
所述信号输入端Pin18、所述信号输出端Pin17、所述接地端Pin1、所述控制端Pin2、所述控制端Pin3、所述控制端Pin4、所述控制端Pin5、所述控制端Pin6、所述控制端Pin7、所述控制端Pin8、所述控制端Pin9、所述控制端Pin10、所述控制端Pin11、所述接地端Pin12、所述悬空端Pin13、所述悬空端Pin14、所述接地端Pin15和所述接地端Pin16的上端均设有向内部滤波器Filter上表面的一侧延伸的折弯部，所述信号输入端Pin18、所述信号输出端Pin17、所述接地端Pin1、所述控制端Pin2、所述控制端Pin3、所述控制端Pin4、所述控制端Pin5、所述控制端Pin6、所述控制端Pin7、所述控制端Pin8、所述控制端Pin9、所述控制端Pin10、所述控制端Pin11、所述接地端Pin12、所述悬空端Pin13、所述悬空端Pin14、所述接地端Pin15和所述接地端Pin16的下端均设有向内部滤波器Filter下表面的一侧延伸的折弯部。
外部贴片数字移相器DPS模块和所述内部滤波器Filter两者为通过LTCC技术实现的一体封装结构。
所述一种C波段数字移相滤波器采用LTCC工艺制成。
所述外部贴片数字移相器DPS模块的型号为WYD050060-5。
所述短路短截线L1和所述短路短截线L5构成了第一谐振器，所述短路短截线L2和短路短截线L6构成了第二谐振器，所述短路短截线L3和短路短截线L7构成了第三谐振器，所述短路短截线L4和短路短截线L8构成了第四谐振器。
所述控制端Pin2、所述控制端Pin3、所述控制端Pin4、所述控制端Pin5、所述控制端Pin6、所述控制端Pin7、所述控制端Pin8、所述控制端Pin9、所述控制端Pin10和所述控制端Pin11均连接所述外部贴片数字移相器DPS模块。
本发明采用的WYD050060-5型芯片是一款性能优良的五位数字移相器(MMIC)，使用0.25um栅长的砷化镓赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)工艺制造而成。该芯片通过金属经通孔接地。该芯片为0/-5V电源工作，可在5-6GHz内提供小于1.5度的相移精度，插入损耗小于6.5dB输入输出电压驻波比小于1.5。
本发明一种SHF波段数字移相滤波器，其工作频段为3.1-3.4GHz，尺寸仅为4mm*6mm*1.5mm。
本发明具有易调试、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，适用于相应微波频段的通信、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场合和相应的系统中。
Claims (7)
1.一种C波段数字移相滤波器，其特征在于：包括外部贴片数字移相器DPS模块和内部滤波器Filter，外部贴片数字移相器DPS模块设于内部滤波器Filter的上表面，内部滤波器Filter的左侧面设有信号输入端Pin18和信号输出端Pin17，内部滤波器Filter的后侧面设有接地端Pin1、控制端Pin2、控制端Pin3、控制端Pin4、控制端Pin5、控制端Pin6、控制端Pin7、控制端Pin8、控制端Pin9、控制端Pin10、控制端Pin11和接地端Pin12，内部滤波器Filter的右侧面设有悬空端Pin13和悬空端Pin14，内部滤波器Filter的前侧面设有接地端Pin15和接地端Pin16；
外部贴片数字移相器DPS模块的左边设有输入端口RFin，外部贴片数字移相器DPS模块的右边设有输出端口RFout；
内部滤波器Filter包括上接地板shield1、第一谐振层、第二谐振层、下接地板shield2、通孔Via1、通孔Via2、通孔Via3、通孔Via4和上接地板shield1、第一谐振层、第二谐振层和下接地板shield2为从上至下依次设置，通孔Via1设于内部滤波器Filter的左边，通孔Via2设于内部滤波器Filter的右边，通孔Via3设于内部滤波器Filter的后边，通孔Via4设于内部滤波器Filter的前边；
第一谐振层包括短路短截线L5、短路短截线L6、短路短截线L7、短路短截线L8、导线Lin、输出电感F-out和电感F-in，短路短截线L5、短路短截线L6、短路短截线L7和短路短截线L8为从左至右依次间隔设置，短路短截线L5的后端、短路短截线L6的后端、短路短截线L7的后端和短路短截线L8的后端均通过通孔Via3连接上接地板shield1，短路短截线L5的左边设有输出电感F-out，输出电感F-out与短路短截线L5连接，输出电感F-out的后边设有导线Lin，导线Lin通过通孔Via1连接所述输入端口RFin，导线Lin还连接所述信号输入端Pin18，短路短截线L8的右边设有电感F-in，电感F-in连接短路短截线L8，电感F-in还通过通孔Via2连接所述输出端口RFout；
第二谐振层包括短路短截线L1、短路短截线L2、短路短截线L3和短路短截线L4，短路短截线L1、短路短截线L2、短路短截线L3和短路短截线L4为从左至右依次间隔设置，短路短截线L1位于所述短路短截线L5的正下方，短路短截线L2位于所述短路短截线L6的正下方，短路短截线L3位于所述短路短截线L7的正下方，短路短截线L4位于所述短路短截线L8的正下方，短路短截线L1的前端、短路短截线L2的前端、短路短截线L3的前端和短路短截线L4的前端均通过通孔Via4连接下接地板shield2；
所述控制端Pin2、所述控制端Pin3、所述控制端Pin4、所述控制端Pin5、所述控制端Pin6、所述控制端Pin7、所述控制端Pin8、所述控制端Pin9、所述控制端Pin10和所述控制端Pin11均连接所述外部贴片数字移相器DPS模块。
2.如权利要求1所述的一种C波段数字移相滤波器，其特征在于：所述信号输入端Pin18、所述信号输出端Pin17、所述接地端Pin1、所述控制端Pin2、所述控制端Pin3、所述控制端Pin4、所述控制端Pin5、所述控制端Pin6、所述控制端Pin7、所述控制端Pin8、所述控制端Pin9、所述控制端Pin10、所述控制端Pin11、所述接地端Pin12、所述悬空端Pin13、所述悬空端Pin14、所述接地端Pin15和所述接地端Pin16均为外部封装引脚。
3.如权利要求1所述的一种C波段数字移相滤波器，其特征在于：所述信号输入端Pin18、所述信号输出端Pin17、所述接地端Pin1、所述控制端Pin2、所述控制端Pin3、所述控制端Pin4、所述控制端Pin5、所述控制端Pin6、所述控制端Pin7、所述控制端Pin8、所述控制端Pin9、所述控制端Pin10、所述控制端Pin11、所述接地端Pin12、所述悬空端Pin13、所述悬空端Pin14、所述接地端Pin15和所述接地端Pin16的上端均设有向内部滤波器Filter上表面的一侧延伸的折弯部，所述信号输入端Pin18、所述信号输出端Pin17、所述接地端Pin1、所述控制端Pin2、所述控制端Pin3、所述控制端Pin4、所述控制端Pin5、所述控制端Pin6、所述控制端Pin7、所述控制端Pin8、所述控制端Pin9、所述控制端Pin10、所述控制端Pin11、所述接地端Pin12、所述悬空端Pin13、所述悬空端Pin14、所述接地端Pin15和所述接地端Pin16的下端均设有向内部滤波器Filter下表面的一侧延伸的折弯部。
4.如权利要求1所述的一种C波段数字移相滤波器，其特征在于：外部贴片数字移相器DPS模块和所述内部滤波器Filter两者为通过LTCC技术实现的一体封装结构。
5.如权利要求1所述的一种C波段数字移相滤波器，其特征在于：所述一种C波段数字移相滤波器采用LTCC工艺制成。
6.如权利要求1所述的一种C波段数字移相滤波器，其特征在于：所述外部贴片数字移相器DPS模块的型号为WYD050060-5。
7.如权利要求1所述的一种C波段数字移相滤波器，其特征在于：所述短路短截线L1和所述短路短截线L5构成了第一谐振器，所述短路短截线L2和短路短截线L6构成了第二谐振器，所述短路短截线L3和短路短截线L7构成了第三谐振器，所述短路短截线L4和短路短截线L8构成了第四谐振器。
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