CN107465396B - 一种多层非平面式绕线谐振滤波器 - Google Patents

一种多层非平面式绕线谐振滤波器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种微波通讯系统中用到的低频宽带多层陶瓷滤波器。一种多层非平面式绕线谐振滤波器包括外电极、内电极、多个层叠在一起的片状陶瓷介质层；外电极由屏蔽接地的金属电极和输入输出的金属端电极构成；在各个片状陶瓷介质层平面上涂覆有内电极，内电极包括：2层屏蔽接地层电极、4个接地电容片，4个带螺旋线并联谐振器，其分别与4个接地电容片上下垂直耦合，形成4个下地电容、1层电容耦合片，可调节其中两个并联谐振器的耦合强度，进而调整其通带带宽、1个平衡双陷波点调节电感线；通过内电极在不同片状陶瓷介质层上的结构优化，可在相同的滤波器体积上设计出不同电性能的滤波器，并有效提高工艺的一致性、可靠性。

Description

一种多层非平面式绕线谐振滤波器
技术领域
本发明涉及一种微波通讯系统中用到的低频宽带多层陶瓷滤波器。
背景技术
现有多层陶瓷滤波器在结构上大多采用平面设计，一定电学长度带状线以及负载电容构成滤波器的谐振器，(申请号CN201310335978.9；公开号CN103401521A)，各谐振器的耦合位于同一平面内，加工时无须通孔，叠层烧结后可制作出高性能滤波器。但这种结构的多层陶瓷滤波器有两个缺陷，那就是相对带宽较窄(低于20％左右)，通带频率低于1.2GHz以下就难以实现，而很多小型化功率放大器和低噪放大器的前端需要小型低频宽带滤波器。
发明内容
为解决上述平面结构的多层陶瓷滤波器的带宽窄、且低频制作难等问题，本发明的目的是提出一种多层非平面式绕线谐振滤波器，该滤波器上下分布的谐振器之间采用垂直空间电磁耦合方式，从而大大增加了其带宽，且谐振器采用绕线电感和下地电容的方式，能使其谐振频率最低做到100MHz左右。
为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：
一种多层非平面式绕线谐振滤波器，该滤波器包括：
层叠体，由多层绝缘介质层组成，表面设置有第一外部输入输出电极、第二外部输入输出电极、第一外部接地电极和第二外部接地电极；
第一层屏蔽接地电极和第二层屏蔽接地电极，第一层屏蔽接地电极和第二层屏蔽接地电极依次置于该滤波器的内部的最上层和最下层，分别与第一外部接地电极和第二外部接地电极相连；
第一接地电容片、第二接地电容片、第三接地电容片和第四接地电容片，4个接地电容片分别与第一外部接地外电极相连；
第一带螺旋线并联谐振器、第二带螺旋线并联谐振器、第三带螺旋线并联谐振器和第四带螺旋线并联谐振器，4个带螺旋线并联谐振器分别通过第一绕线电感、第二绕线电感、第三绕线电感和第四绕线电感与第二外部接地电极相连；4个带螺旋线并联谐振器的第一电容片部分、第二电容片部分、第三电容片部分和第四电容片部分分别与4个接地电容片形成下地电容，分别构成4个电感电容并联谐振器；4个带螺旋线并联谐振器处于上下位置的第一电感部分、第二电感部分、第三电感部分和第四电感部分上下耦合，形成感性的级间电磁耦合；第三带螺旋线并联谐振器和第四带螺旋线并联谐振器分别通过引出线与第一外部输入输出电极和第二外部输入输出电极相连；
电容耦合片，电容耦合片与第一带螺旋线并联谐振器、第二带螺旋线并联谐振器的第一电容片部分、第二电容片部分上下耦合形成级间电容耦合；
平衡双陷波点调节电感线，平衡双陷波点调节电感线与第三带螺旋线并联谐振器和第四带螺旋线并联谐振器的第五电感部分和第六电感部分形成感性耦合；平衡双陷波点调节电感线的两端均与第一外部接地电极和第二外部接地电极相连。
根据权利要求1所述的一种多层非平面式绕线谐振滤波器，其特征在于，层叠体由下至上分别为第一绝缘介质层、第二绝缘介质层、第三绝缘介质层、第四绝缘介质层、第五绝缘介质层、第六绝缘介质层、第七绝缘介质层、第八绝缘介质层和第九绝缘介质层；第一接地电容片和第二接地电容片位于第四绝缘介质层，第三接地电容片和第四接地电容片位于第五绝缘介质层；第一带螺旋线并联谐振器、第二带螺旋线并联谐振器分别位于第三绝缘介质层的两侧，第三带螺旋线并联谐振器和第四带螺旋线并联谐振器分别位于第六绝缘介质层的两侧；电容耦合片位于第二绝缘介质层，平衡双陷波点调节电感线位于第七绝缘介质层。
根据权利要求1所述的一种多层非平面式绕线谐振滤波器，其特征在于涂覆在绝缘介质层上的各图案均为金属导体通过印刷或蒸发涂覆形成。
本发明由于采用了上述的技术方案，该滤波器上下分布的谐振器之间采用垂直空间电磁耦合方式，从而大大增加了其带宽，且谐振器采用绕线电感和下地电容的方式，能使其谐振频率最低做到100MHz左右。通过内电极在不同片状陶瓷介质层上的结构优化，可在相同的滤波器体积上设计出不同电性能的滤波器，并有效提高工艺的一致性、可靠性。
附图说明
图1是本发明内部结构的一个较佳实施例的多层陶瓷滤波器的分解透视图。
图2是本发明多层陶瓷滤波器的外表面结构示意图。
图3是图1所示多层陶瓷滤波器的频率特性曲线图。
图4是根据本发明所实施的陶瓷滤波器的等效电气原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做一个详细的说明。
如图1、图2所示的一种多层非平面式绕线谐振滤波器，该滤波器包括：层叠体205，第一屏蔽接地电极1011和第二屏蔽接地电极1081，第一接地电容片1041、第二接地电容片1042、第三接地电容片1051和第四接地电容片1052，第一带螺旋线并联谐振器1031&1034、第二带螺旋线并联谐振器1032&1033、第三带螺旋线并联谐振器1064&1061&1066和第四带螺旋线并联谐振器1063&1062&1065，电容耦合片1021和平衡双陷波点调节电感线1071。
层叠体205由下至上分别为第一绝缘介质层101、第二绝缘介质层102、第三绝缘介质层103、第四绝缘介质层104、第五绝缘介质层105、第六绝缘介质层106、第七绝缘介质层107、第八绝缘介质层108和第九绝缘介质层109。如图2所示，层叠体205表面设置有第一外部输入输出电极201、第二外部输入输出电极202、第一外部接地电极203和第二外部接地电极204。
第一屏蔽接地电极1011和第二屏蔽接地电极1081分别位于第一绝缘介质层101和第八绝缘介质层108，均与第一外部接地电极203和第二外部接地电极204相连。
第一接地电容片1041、第二接地电容片1042、第三接地电容片1051和第四接地电容片1052，4个接地电容片分别与第一外部接地电极203相连；第一接地电容片1041和第二接地电容片1042位于第四绝缘介质层104，第三接地电容片1051和第四接地电容片1052位于第五绝缘介质层105。
第一带螺旋线并联谐振器1031&1034、第二带螺旋线并联谐振器1032&1033分别位于第三绝缘介质层103的两侧，第三带螺旋线并联谐振器1064&1061&1066和第四带螺旋线并联谐振器1063&1062&1065分别位于第六绝缘介质层106的两侧；4个带螺旋线并联谐振器分别通过第一绕线电感1034、第二绕线电感1033、第三绕线电感1061和第四绕线电感1062与第二外部接地电极204相连；4个带螺旋线并联谐振器的第一电容片部分1031、第二电容片部分1302、第三电容片部分1064和第四电容片部分1063分别与第一接地电容片1041、第二接地电容片1042、第三接地电容片1051和第四接地电容片1052形成下地电容，分别构成4个电感电容并联谐振器，如图4中的4个电感电容谐振器。4个带螺旋线并联谐振器处于上下位置的第四绕线电感1062与第四电容片部分1063，第三绕线电感1061与第一绕线电感1034上下耦合，形成感性的级间电磁耦合，即图4中K12、K34；第三带螺旋线并联谐振器1064&1061&1066和第四带螺旋线并联谐振器1063&1062&1065分别通过引出线1065、1066与第一外部输入输出电极201和第二外部输入输出电极202相连。
电容耦合片1021位于第二绝缘介质层102，电容耦合片1021与第一带螺旋线并联谐振器1031&1034、第二带螺旋线并联谐振器1032&1033的第一电容片部分1031和第二电容片部分1302上下耦合形成级间电容耦合；可通过调节该电容耦合片1021的面积来控制级间耦合电容的大小，进而改变滤波器的通带宽度及驻波。
平衡双陷波点调节电感线位1071于第七绝缘介质层107，平衡双陷波点调节电感线1071与第三带螺旋线并联谐振器1064&1061&1066和第四带螺旋线并联谐振器1063&1062&1065的第三绕线电感1061和第四电容片部分1063形成感性耦合，即图4中的K14；使得滤波器在通带外的高端和低端各产线一个陷波点。平衡双陷波点调节电感线1071的两端均与第一外部接地电极203和第二外部接地电极204相连。
图1中，带斜线的斜线部分为金属导体，例如Ag、Cu、Au、或其它金属化合物等材料，通过印刷、蒸发涂覆等技术形成。
虽然已经参照较佳实施例具体图示和描述了本专利，但是本领域的技术人员将明白，在不违背本专利的精神与范围的情况下，可在形式和细节上作出其它变化。

Claims (3)

1.一种多层非平面式绕线谐振滤波器，其特征在于，该滤波器包括：
层叠体(205)，由多层绝缘介质层组成，表面设置有第一外部输入输出电极(201)、第二外部输入输出电极(202)、第一外部接地电极(203)和第二外部接地电极(204)；
第一屏蔽接地电极(1011)和第二屏蔽接地电极(1081)，第一屏蔽接地电极(1011)和第二屏蔽接地电极(1081)依次置于该滤波器的内部的最上层和最下层，均与第一外部接地电极(203)和第二外部接地电极(204)相连；
第一接地电容片(1041)、第二接地电容片(1042)、第三接地电容片(1051)和第四接地电容片(1052)，4个接地电容片分别与第一外部接地电极(203)相连；
第一带螺旋线并联谐振器(1031&1034)、第二带螺旋线并联谐振器(1032&1033)、第三带螺旋线并联谐振器(1064&1061&1066)和第四带螺旋线并联谐振器(1063&1062&1065)，4个带螺旋线并联谐振器分别通过第一绕线电感(1034)、第二绕线电感(1033)、第三绕线电感(1061)和第四绕线电感(1062)与第二外部接地电极(204)相连；4个带螺旋线并联谐振器的第一电容片部分(1031)、第二电容片部分(1302)、第三电容片部分(1064)和第四电容片部分(1063)分别与第一接地电容片(1041)、第二接地电容片(1042)、第三接地电容片(1051)和第四接地电容片(1052)形成下地电容，分别构成4个电感电容并联谐振器；4个带螺旋线并联谐振器处于上下位置的第四绕线电感(1062)与第四电容片部分(1063)，第三绕线电感(1061)与第一绕线电感(1034)上下耦合，形成感性的级间电磁耦合；第三带螺旋线并联谐振器(1064&1061&1066)和第四带螺旋线并联谐振器(1063&1062&1065)分别通过引出线(1065、1066)与第一外部输入输出电极(201)和第二外部输入输出电极(202)相连；
电容耦合片(1021)，电容耦合片(1021)与第一带螺旋线并联谐振器(1031&1034)、第二带螺旋线并联谐振器(1032&1033)的第一电容片部分(1031)和第二电容片部分(1302)上下耦合形成级间电容耦合；
平衡双陷波点调节电感线(1071)，平衡双陷波点调节电感线(1071)与第三带螺旋线并联谐振器(1064&1061&1066)和第四带螺旋线并联谐振器(1063&1062&1065)的第三绕线电感(1061)和第四电容片部分(1063)形成感性耦合；平衡双陷波点调节电感线(1071)的两端均与第一外部接地电极(203)和第二外部接地电极(204)相连。
2.根据权利要求1所述的一种多层非平面式绕线谐振滤波器，其特征在于，层叠体由下至上分别为第一绝缘介质层(101)、第二绝缘介质层(102)、第三绝缘介质层(103)、第四绝缘介质层(104)、第五绝缘介质层(105)、第六绝缘介质层(106)、第七绝缘介质层(107)、第八绝缘介质层(108)和第九绝缘介质层(109)；第一屏蔽接地电极(1011)和第二屏蔽接地电极(1081)分别位于第一绝缘介质层(101)和第八绝缘介质层(108)；第一接地电容片(1041)和第二接地电容片(1042)位于第四绝缘介质层(104)，第三接地电容片(1051)和第四接地电容片(1052)位于第五绝缘介质层(105)；第一带螺旋线并联谐振器(1031&1034)、第二带螺旋线并联谐振器(1032&1033)分别位于第三绝缘介质层(103)的两侧，第三带螺旋线并联谐振器(1064&1061&1066)和第四带螺旋线并联谐振器(1063&1062&1065)分别位于第六绝缘介质层(106)的两侧；电容耦合片(1021)位于第二绝缘介质层(102)，平衡双陷波点调节电感线位(1071)于第七绝缘介质层(107)。
3.根据权利要求1所述的一种多层非平面式绕线谐振滤波器，其特征在于涂覆在绝缘介质层上的各图案均为金属导体通过印刷或蒸发涂覆形成。
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