CN107611549A

CN107611549A - 一种s波段ltcc三路功分器

Info

Publication number: CN107611549A
Application number: CN201710717625.3A
Authority: CN
Inventors: 庄智强; 王鑫; 戴永胜
Original assignee: Nanjing University of Science and Technology
Current assignee: Nanjing University of Science and Technology
Priority date: 2017-08-21
Filing date: 2017-08-21
Publication date: 2018-01-19

Abstract

本发明公开了一种S波段LTCC三路功分器，该功分器采用四分之一波长长度的传输线结构，隔离电阻表贴于封装表面，功分器插入损耗小，隔离度高，阻抗匹配良好。功分器能够实现对输入信号的三等分，输出幅度相位的一致性好。功分器采用LTCC三维集成技术实现工艺加工，结构紧凑体积小，生产成本低，可靠性高。

Description

一种S波段LTCC三路功分器

技术领域

本发明属于微波技术领域，涉及一种S波段LTCC三路功分器。

背景技术

在各种微波电路系统中，我们常常需要使用功分器对某一端输入信号按照某一比例分配到两个或多个输出端口。功分器作为微波领域中一种不可或缺的基础器件，已经广泛应用于各种各样的通信仪器中。随着通信技术领域的不断更新换代，人们对功分器提出了越来越严格的要求：宽工作带宽，高隔离度、体积小、性能高，并且多路功分器以其特有的优势开始得到各方研究人员的喜爱。

随着人们对微波无源器件的小型化、高可靠性的要求越来越严格，LTCC（低温共烧陶瓷）技术在近年来迅速发展起来并进入了绝大多数研究人员的视线中，LTCC技术能够实现优秀的三维立体集成，对于我们要求的一分四功分器的小型化可以很好的实现，与此同时使用LTCC技术进行工艺加工还具有低成本、可靠性高等优势。

发明内容

本发明的目的在于提供一种S波段LTCC三路功分器，采用LTCC技术进行工艺加工，各个端口匹配良好，各个输入输出端口之间的隔离度良好，相位幅度一致性良好，并且能大批量生产，具有很高的应用价值。

实现本发明目的的技术方案是：一种S波段LTCC三路功分器，从上往下共包含六个部分，第一个部分为三个表贴电阻，第二个部分为公共连接层G1，第三个部分为第一段传输线L1，第四个部分为第一接地层GND1，其屏蔽干扰的作用，第五个部分为第二段传输线L2和第三段传输线L3，第六个部分第二接地层。50欧姆端口阻抗的输入端口P1与输入连接引线Lin一端相连，输入连接引线Lin另一端与第一段四分之一波长长度传输线L1一端以及第二段四分之一波长长度传输线L2一端连接，第一段四分之一波长长度传输线L1另一端通过第一连接柱H1与第一公共连接端口P6连接，第二段四分之一波长长度传输线L2另一端通过第二连接柱H2与第二公共连接端口P7连接。第三段四分之一波长长度传输线L3一端与第一公共连接端口P6连接，第三段四分之一波长长度传输线L3另一端通过第三连接柱H3与第一输出连接引线Lout1一端连接，第一输出连接引线Lout1另一端连接50欧姆端口阻抗的第一输出端口P2。第四段四分之一波长长度传输线L4一端与第一公共连接端口P6连接，第四段四分之一波长长度传输线L4另一端通过第四连接柱H4与第二输出连接引线Lout2一端连接，第二输出连接引线Lout2另一端连接50欧姆端口阻抗的第二输出端口P3。第五段四分之一波长长度传输线L5一端与第二公共连接端口P7连接，第五段四分之一波长长度传输线L5另一端通过第五连接柱H5与第三输出连接引线Lout3一端连接，第三输出连接引线Lout3另一端连接50欧姆端口阻抗的第三输出端口P4。第六段四分之一波长长度传输线L6一端与第二公共连接端口P7连接，第六段四分之一波长长度传输线L6另一端通过第六连接柱H6与第四输出连接引线Lout4一端连接，第四输出连接引线Lout4另一端连接50欧姆端口阻抗的第四输出端口P5。第一贴片电阻R1一端与第二公共连接端口P7连接，第一贴片电阻R1另一端通过公共连接层G1与第二贴片电阻R2一端相连，第二贴片电阻R2另一端连接第一公共连接端口P6。第三贴片电阻R3一端与第三输出端口P4连接，第三贴片电阻R3另一端与第四输出端口P5连接。第四贴片电阻R4一端与第二输出端口P3连接，第四贴片电阻R4另一端与第一输出端口P2连接。第一接地板GND1以及第二接地板GND2与接地端口P8相连。

与传统工艺技术相比，本发明采用LTCC技术实现三维立体集成，所得到的功分器具有封装密度高、体积小、可靠性好、抗恶劣环境能力强等优势，能够广泛运用于各种通信场合。

附图说明

图1（a）是本发明一种S波段LTCC三路功分器的内部结构示意图，图1（b）是本发明一种S波段LTCC三路功分器的封装表面示意图。

图2是本发明一种S波段LTCC三路功分器插入损耗曲线图。

图3是本发明一种S波段LTCC三路功分器相位曲线图。

图4是本发明一种S波段LTCC三路功分器回波损耗曲线图。

图5是本发明一种S波段LTCC三路功分器隔离度曲线图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

结合图1（a）、（b），一种S波段LTCC三路功分器，包括50欧姆端口阻抗的输入端口P1、输入连接引线Lin、50欧姆端口阻抗的第一输出端口P2、第一输出连接引线Lout1、50欧姆端口阻抗的第二输出端口P3、第二输出连接引线Lout2、50欧姆端口阻抗的第三输出端口P4、第三输出连接引线Lout3、50欧姆端口阻抗的第四输出端口P5、第四输出连接引线Lout4、第一公共连接端口P6、第二公共连接端口P7、接地端口P8、第一段四分之一波长长度传输线L1、第一连接柱H1、第二段四分之一波长长度传输线L2、第二连接柱H2、第三段四分之一波长长度传输线L3、第三连接柱H3、第四段四分之一波长长度传输线L4、第四连接柱H4、第五段四分之一波长长度传输线L5、第五连接柱H5、第六段四分之一波长长度传输线L6、第六连接柱H6、公共连接层G1、第一接地板GND1、第二接地板GND2、第一贴片电阻R1、第二贴片电阻R2、第三贴片电阻R3、第四贴片电阻R4。

一种S波段LTCC三路功分器从上往下共包含六个部分，第一个部分为三个表贴电阻，第二个部分为公共连接层G1，第三个部分为第一段传输线L1，第四个部分为第一接地层GND1，其屏蔽干扰的作用，第五个部分为第二段传输线L2和第三段传输线L3，第六个部分第二接地层。50欧姆端口阻抗的输入端口P1与输入连接引线Lin一端相连，输入连接引线Lin另一端与第一段四分之一波长长度传输线L1一端以及第二段四分之一波长长度传输线L2一端连接，第一段四分之一波长长度传输线L1另一端通过第一连接柱H1与第一公共连接端口P6连接，第二段四分之一波长长度传输线L2另一端通过第二连接柱H2与第二公共连接端口P7连接。第三段四分之一波长长度传输线L3一端与第一公共连接端口P6连接，第三段四分之一波长长度传输线L3另一端通过第三连接柱H3与第一输出连接引线Lout1一端连接，第一输出连接引线Lout1另一端连接50欧姆端口阻抗的第一输出端口P2。第四段四分之一波长长度传输线L4一端与第一公共连接端口P6连接，第四段四分之一波长长度传输线L4另一端通过第四连接柱H4与第二输出连接引线Lout2一端连接，第二输出连接引线Lout2另一端连接50欧姆端口阻抗的第二输出端口P3。第五段四分之一波长长度传输线L5一端与第二公共连接端口P7连接，第五段四分之一波长长度传输线L5另一端通过第五连接柱H5与第三输出连接引线Lout3一端连接，第三输出连接引线Lout3另一端连接50欧姆端口阻抗的第三输出端口P4。第六段四分之一波长长度传输线L6一端与第二公共连接端口P7连接，第六段四分之一波长长度传输线L6另一端通过第六连接柱H6与第四输出连接引线Lout4一端连接，第四输出连接引线Lout4另一端连接50欧姆端口阻抗的第四输出端口P5。第一贴片电阻R1一端与第二公共连接端口P7连接，第一贴片电阻R1另一端通过公共连接层G1与第二贴片电阻R2一端相连，第二贴片电阻R2另一端连接第一公共连接端口P6。第三贴片电阻R3一端与第三输出端口P4连接，第三贴片电阻R3另一端与第四输出端口P5连接。第四贴片电阻R4一端与第二输出端口P3连接，第四贴片电阻R4另一端与第一输出端口P2连接。第一接地板GND1以及第二接地板GND2与接地端口P8相连。

包括50欧姆端口阻抗的输入端口P1、输入连接引线Lin、50欧姆端口阻抗的第一输出端口P2、第一输出连接引线Lout1、50欧姆端口阻抗的第二输出端口P3、第二输出连接引线Lout2、50欧姆端口阻抗的第三输出端口P4、第三输出连接引线Lout3、50欧姆端口阻抗的第四输出端口P5、第四输出连接引线Lout4、第一公共连接端口P6、第二公共连接端口P7、接地端口P8、第一段四分之一波长长度传输线L1、第一连接柱H1、第二段四分之一波长长度传输线L2、第二连接柱H2、第三段四分之一波长长度传输线L3、第三连接柱H3、第四段四分之一波长长度传输线L4、第四连接柱H4、第五段四分之一波长长度传输线L5、第五连接柱H5、第六段四分之一波长长度传输线L6、第六连接柱H6、公共连接层G1、第一接地板GND1、第二接地板GND2、第一贴片电阻R1、第二贴片电阻R2、第三贴片电阻R3、第四贴片电阻R4均采用LTCC低温共烧陶瓷工艺实现。公共连接层G1位于功分器封装表面，通过印刷技术与第一贴片电阻R1以及第二贴片电阻R2相连接。所述的传输线均采用环绕折叠的形式，第一段传输线L1与第二段传输线L2第三段传输线L3采用上下分层的形式放置，大大减小了体积。

一种S波段LTCC三路功分器，使用LTCC技术实现工艺加工，体积小、性能可靠，各个输入输出端口阻抗匹配良好，各个端口之间实现良好隔离，相位与幅度一致性好。

本发明一种S波段LTCC三路功分器的尺寸仅为5mm*5mm*1.2mm，工作频率为2GHz~2.6GHz，从图2、图3、图4以及图5可以看出，功分器的各个端口匹配良好，端口回波损耗都大于20dB，输出端口之间隔离度也均大于20dB，相位差小于5度，幅度差小于0.5dB。

Claims

1.一种S波段LTCC三路功分器，其特征在于：该S波段LTCC三路功分器从上往下共包含六个部分，第一个部分为三个表贴电阻，第二个部分为公共连接层（G1），第三个部分为第一段传输线（L1），第四个部分为第一接地层（GND1），第五个部分为第二段传输线（L2）和第三段传输线（L3），第六个部分第二接地层；输入连接引线（Lin）一端连接50欧姆端口阻抗的输入端口（P1），输入连接引线（Lin）另一端与第一连接柱（H1）上端以及第二段传输线（L2）的一端第三段传输线（L3）的一端相连，第一连接柱（H1）下端与第一段传输线（L1）一端相连，第一段传输线（L1）另一端通过第一输出连接引线（Lout1）连接50欧姆端口阻抗的第一输出端口（P2）；第二段传输线（L2）的另一端通过第二连接柱（H2）与第二输出连接引线（Lout2）一端连接，第二输出连接引线（Lout2）另一端连接50欧姆端口阻抗的第二输出端口（P3）；第三段传输线（L3）的另一端通过第三连接柱（H3）与第三输出连接引线（Lout3）一端连接，第三输出连接引线（Lout3）另一端连接50欧姆端口阻抗的第三输出端口（P4）；第一接地端口（P5）第二接地端口（P6）第三接地端口（P7）第四接地端口（P8）与第一接地层（GND1）第二接地层（GND2）相连；公共连接层（G1）与第一表贴电阻（R1）一端以及第二表贴电阻（R2）一端第三表贴电阻（R3）一端相连，第一表贴电阻（R1）另一端连接50欧姆端口阻抗的第一输出端口（P2），第二表贴电阻（R2）另一端连接50欧姆端口阻抗的第二输出端口（P3），第三表贴电阻（R3）另一端连接50欧姆端口阻抗的第三输出端口（P4）。

2.根据权利要求1所述的S波段LTCC三路功分器，其特征在于：所述50欧姆端口阻抗的输入端口（P1）、输入连接引线（Lin）、第一连接柱（H1）、第一段传输线（L1）、第一输出连接引线（Lout1）、50欧姆端口阻抗的第一输出端口（P2）、第二段传输线（L2）、第二连接柱（H2）、第二输出连接引线（Lout2）、50欧姆端口阻抗的第二输出端口（P3）、第三段传输线（L3）、第三连接柱（H3）、第三输出连接引线（Lout3）、50欧姆端口阻抗的第三输出端口（P4）、第一接地端口（P5）、第二接地端口（P6）、第三接地端口（P7）、第四接地端口（P8）、第一接地层（GND1）、第二接地层（GND2）、公共连接层（G1）、第一表贴电阻（R1）、第二表贴电阻（R2）、第三表贴电阻（R3）均采用LTCC低温共烧陶瓷工艺实现。

3.根据权利要求1所述的S波段LTCC三路功分器，其特征在于：所述的第一贴片电阻（R1）第二贴片电阻（R2）第三贴片电阻（R3）均位于功分器封装表面，通过印刷技术与公共连接层（G1）相连。

4.根据权利要求1所述的S波段LTCC三路功分器，其特征在于：所述的传输线均采用环绕折叠的形式，第一段传输线（L1）与第二段传输线（L2）第三段传输线（L3）采用上下分层的形式放置。