CN107612519A - 一种短波和超短波超宽带带通滤波器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种短波和超短波超宽带带通滤波器。该滤波器包括采用全集总电路结构进行级联的一级高通、四级广义切比雪夫低通滤波器，具体包括：表面贴装50欧姆阻抗的第一～第二端口、第一～第六集总电感、第一～第七集总电容、第一连接线～第三连接线、第一通孔～第七通孔、第一～第二侧印地、接地屏蔽层；电感均采用三维多层螺旋式结构，电容均采用金属‑介质‑金属形式的结构；第三集总电感不与任何集总电容并联。本发明结构简单，操作方便，能够对超宽带与高谐波进行精准抑制。
Description
技术邻域
本发明属于无线通信技术领域，特别是一种短波和超短波超宽带带通滤波器。
背景技术
微波和射频滤波器作为射频收发组件以及无线电系统中的重要无源器件，一直是研究的热点和重点，从超短波段到毫米波段的所有电磁波段都需要滤波器。短波超短波通信发展极其迅速，已经广泛应用于民用和军事领域，多个短波超短波电台在接收和发射信号时相互之间会产生邻道干扰，这时就需要用短波超短波接收机前端滤波器来滤除干扰信号。
目前文献中所介绍的短波和超短波波段滤波器，如LC滤波器，体积太大，不能适应小型化的要求；而声表面波滤波器，虽然体积可以减小，但其电性能却有温度漂移的缺点，而且成本高、插入损耗较大，在温度稳定性要求高和插入损耗要求低的应用场合均受到限制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种短波和超短波超宽带带通滤波器，对超宽带和高谐波进行精准抑制。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种短波和超短波超宽带带通滤波器，该滤波器包括一级高通、四级广义切比雪夫低通滤波器，其中一级高通、四级广义切比雪夫低通滤波器采用全集总电路结构进行级联，具体包括：表面贴装50欧姆阻抗的第一端口P1、表面贴装50欧姆阻抗的第二端口P2、第一集总电感L1、第二集总电感L2、第三集总电感L3、第四集总电感L4、第五集总电感L5、第六集总电感L6、第一集总电容C1、第二集总电容C2、第三集总电容C3、第四集总电容C4、第五集总电容C5、第六集总电容C6、第七集总电容C7、第一连接线Lin1、第二连接线Lin2、第三连接线Lin3、第一通孔H1、第二通孔H2、第三通孔H3、第四通孔H4、第五通孔H5、第六通孔H6、第七通孔H7、第一侧印地GND1、第二侧印地GND2、接地屏蔽层D1；
所述第一集总电容C1由输入极板与输出极板构成，其中输入极板有五层通过通孔连在一起，输出极板有四层通过通孔连在一起，第一连接线Lin1一端与表面贴装50欧姆阻抗的第一端口P1连接，另一端与第一集总电容C1输入极板连接，第一集总电感L1共有二十五层绕线，一端与第一集总电容C1输入极板相连，另一端与侧印地GND1相连，第二集总电感L2共有二十五层绕线，一端与第一集总电容C1输出极板相连，另一端与侧印地GND2相连，第二集总电容C2共有五层，输入极板有二层通过通孔连在一起，输出极板有三层通过通孔连在一起，第二连接引线Lin2一端通过第一通孔H1与第一集总电容C1输出极板相连，另一端通过第二通孔H2与第二集总电容C2输入极板相连，第三集总电感L3共有七层绕线，一端与第二连接线Lin2相连，另一端通过第三通孔H3与第二集总电容C2输出极板相连，第五集总电容C5共二层，上极板通过第三通孔H3与第二集总电容C2输出极板相连，下极板为接地屏蔽层D1，第三集总电容C3共有三层，输入极板有两层通过过孔连在一起，输出极板有一层，第三连接线Lin3一端与第三通孔H3下端相连，另一端通过第四通孔H4与第三集总电容C3输入极板相连，第四集总电感L4一端与第三连接线Lin3相连，另一端通过第五通孔H5与第三集总电容C3输出极板相连，第六集总电容C6有两层，上极板通过第五通孔H5与第三集总电容C3输出极板相连，下极板为接地屏蔽层D1，第五集总电感L5共有八层绕线，一端与第五通孔H5相连，另一端与第六通孔H6相连，第四集总电容C4共有六层，输入极板有三层通过过孔连接在一起，输出极板有三层通过过孔连接在一起，输入极板与第六通孔H6相连，输出极板与第七通孔H7相连，第六集总电感L6共有5层绕线，一端与第六通孔H6相连，另一端与第七通孔H7相连，第七集总电容C7共有两层，上极板与第六通孔H6相连，下极板为接地屏蔽层D1，第四连接线Lin4一端与第七通孔H7相连，另一端与表面贴装50欧姆阻抗的第二端口P2相连，接地屏蔽层D1与第一侧印地GND1、第二侧印地GND2相连。
进一步地，电感均采用三维多层螺旋式结构，电容均采用金属-介质-金属形式的结构。
进一步地，所述的广义切比雪夫低通滤波器中，第三集总电感L3不与任何集总电容并联。
进一步地，所述的表面贴装50欧姆阻抗的第一端口P1、表面贴装50欧姆阻抗的第二端口P2、第一集总电感L1、第二集总电感L2、第三集总电感L3、第四集总电感L4、第五集总电感L5、第六集总电感L6、第一集总电容C1、第二集总电容C2、第三集总电容C3、第四集总电容C4、第五集总电容C5、第六集总电容C6、第七集总电容C7、第一连接线Lin1、第二连接线Lin2、第三连接线Lin3、第一通孔H1、第二通孔H2、第三通孔H3、第四通孔H4、第五通孔H5、第六通孔H6、第七通孔H7、第一侧印地GND1、第二侧印地GND2、接地屏蔽层D1均采用LTCC低温共烧陶瓷技术实现。
本发明与现有技术相比，其显著优点在于：(1)利用LTCC三维多层低温共烧技术，缩小了器件的体积，同时降低了生产成本；(2)具有高稳定性与电性能，带通滤波器相对带宽达到133％，且具有4倍频程的宽阻带衰减，性能优越。
附图说明
图1为本发明一种短波和超短波超宽带带通滤波器的原理图。
图2为本发明一种短波和超短波超宽带带通滤波器的内部结构图。
图3为本发明一种短波和超短波超宽带带通滤波器的传输损耗曲线图，其中(a)为0～200MHz部分的传输损耗曲线图，(b)为本发明200MHz～1500MHz部分的传输损耗曲线图。
图4为本发明一种短波和超短波超宽带带通滤波器的驻波比曲线图。
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、2，本发明短波和超短波超宽带带通滤波器，该滤波器包括一级高通、四级广义切比雪夫低通滤波器，其中一级高通、四级广义切比雪夫低通滤波器采用全集总电路结构进行级联，具体包括：表面贴装50欧姆阻抗的第一端口P1、表面贴装50欧姆阻抗的第二端口P2、第一集总电感L1、第二集总电感L2、第三集总电感L3、第四集总电感L4、第五集总电感L5、第六集总电感L6、第一集总电容C1、第二集总电容C2、第三集总电容C3、第四集总电容C4、第五集总电容C5、第六集总电容C6、第七集总电容C7、第一连接线Lin1、第二连接线Lin2、第三连接线Lin3、第一通孔H1、第二通孔H2、第三通孔H3、第四通孔H4、第五通孔H5、第六通孔H6、第七通孔H7、第一侧印地GND1、第二侧印地GND2、接地屏蔽层D1；
进一步地，第一集总电容C1由输入极板与输出极板构成，其中输入极板有五层通过通孔连在一起，输出极板有四层通过通孔连在一起，第一连接线Lin1一端与表面贴装50欧姆阻抗端口P1连接，另一端与第一集总电容C1输入极板连接，第一集总电感L1共有二十五层绕线，一端与第一集总电容C1输入极板相连，另一端与侧印地GND1相连，第二集总电感L2共有二十五层绕线，一端与第一集总电容C1输出极板相连，另一端与侧印地GND2相连，，第二集总电容C2共有五层，输入极板有二层通过通孔连在一起，输出极板有三层通过通孔连在一起，第二连接引线Lin2一端通过第一通孔H1与第一集总电容C1输出极板相连，另一端通过第二通孔H2与第二集总电容C2输入极板相连，第三集总电感L3共有七层绕线，一端与第二连接线Lin2相连，另一端通过第三通孔H3与第二集总电容C2输出极板相连，第五集总电容C5共二层，上极板通过第三通孔H3与第二集总电容C2输出极板相连，下极板为接地屏蔽层D1，第三集总电容C3共有三层，输入极板有两层通过过孔连在一起，输出极板有一层，第三连接线Lin3一端与第三通孔H3下端相连，另一端通过第四通孔H4与第三集总电容C3输入极板相连，第四集总电感L4一端与第三连接线Lin3相连，另一端通过第五通孔H5与第三集总电容C3输出极板相连，第六集总电容C6有两层，上极板通过第五通孔H5与第三集总电容C3输出极板相连，下极板为接地屏蔽层D1，第五集总电感L5共有八层绕线，一端与第五通孔H5相连，另一端与第六通孔H6相连，第四集总电容C4共有六层，输入极板有三层通过过孔连接在一起，输出极板有三层通过过孔连接在一起，输入极板与第六通孔H6相连，输出极板与第七通孔H7相连，第六集总电感L6共有5层绕线，一端与第六通孔H6相连，另一端与第七通孔H7相连，第七集总电容C7共有两层，上极板与第六通孔H6相连，下极板为接地屏蔽层D1，第四连接线Lin4一端与第七通孔H7相连，另一端与表面贴装50欧姆阻抗端口P2相连，接地屏蔽层D1与第一侧印地GND1、第二侧印地GND2相连。
进一步地，所述电感均采用三维多层螺旋式结构，电容均采用金属-介质-金属形式的结构。
进一步地，所述广义切比雪夫低通滤波器中，第三集总电感L3不与任何集总电容并联，此种结构有利于对谐波的抑制。
进一步地，所述表面贴装50欧姆阻抗的第一端口P1、表面贴装50欧姆阻抗的第二端口P2、第一集总电感L1、第二集总电感L2、第三集总电感L3、第四集总电感L4、第五集总电感L5、第六集总电感L6、第一集总电容C1、第二集总电容C2、第三集总电容C3、第四集总电容C4、第五集总电容C5、第六集总电容C6、第七集总电容C7、第一连接线Lin1、第二连接线Lin2、第三连接线Lin3、第一通孔H1、第二通孔H2、第三通孔H3、第四通孔H4、第五通孔H5、第六通孔H6、第七通孔H7、第一侧印地GND1、第二侧印地GND2、接地屏蔽层D1均采用LTCC低温共烧陶瓷技术实现。
本发明短波和超短波超宽带带通滤波器，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900℃温度下烧结而成，具有很高的可靠性和温度稳定性，由于结构采用三维立体集成和多层折叠结构以及外表面金属屏蔽实现接地和封装，大幅减小了。
结合图3(a)、图3(b)、图4，一种短波和超短波超宽带带通滤波器的通带为20MHZ-100MHz，相对带宽达到133％，通带插损小于1.5dB，驻波小于1.4，阻带从115MHZ到1.5Ghz衰减都在30dB以下，性能优越，且体积仅有8mm*6mm*2mm。
综上所述，所述短波和超短波超宽带带通滤波器，结构简单，操作方便，能够对超宽带与高谐波进行精准抑制。通过低温共烧陶瓷工艺设计与实现，具有体积小、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、温度性能稳定的优点；特别适用于电视、调频广播、雷达探测、导航、移动通信、军事通信等以及对体积、重量、性能、可靠性有苛刻要求的相应系统中。
Claims (4)
1.一种短波和超短波超宽带带通滤波器，其特征在于，该滤波器包括一级高通、四级广义切比雪夫低通滤波器，其中一级高通、四级广义切比雪夫低通滤波器采用全集总电路结构进行级联，具体包括：表面贴装50欧姆阻抗的第一端口(P1)、表面贴装50欧姆阻抗的第二端口(P2)、第一集总电感(L1)、第二集总电感(L2)、第三集总电感(L3)、第四集总电感(L4)、第五集总电感(L5)、第六集总电感(L6)、第一集总电容(C1)、第二集总电容(C2)、第三集总电容(C3)、第四集总电容(C4)、第五集总电容(C5)、第六集总电容(C6)、第七集总电容(C7)、第一连接线(Lin1)、第二连接线(Lin2)、第三连接线(Lin3)、第一通孔(H1)、第二通孔(H2)、第三通孔(H3)、第四通孔(H4)、第五通孔(H5)、第六通孔(H6)、第七通孔(H7)、第一侧印地(GND1)、第二侧印地(GND2)、接地屏蔽层(D1)；
所述第一集总电容(C1)由输入极板与输出极板构成，其中输入极板有五层通过通孔连在一起，输出极板有四层通过通孔连在一起，第一连接线(Lin1)一端与表面贴装50欧姆阻抗的第一端口(P1)连接，另一端与第一集总电容(C1)输入极板连接，第一集总电感(L1)共有二十五层绕线，一端与第一集总电容(C1)输入极板相连，另一端与侧印地(GND1)相连，第二集总电感(L2)共有二十五层绕线，一端与第一集总电容(C1)输出极板相连，另一端与侧印地(GND2)相连，第二集总电容(C2)共有五层，输入极板有二层通过通孔连在一起，输出极板有三层通过通孔连在一起，第二连接引线(Lin2)一端通过第一通孔(H1)与第一集总电容(C1)输出极板相连，另一端通过第二通孔(H2)与第二集总电容(C2)输入极板相连，第三集总电感(L3)共有七层绕线，一端与第二连接线(Lin2)相连，另一端通过第三通孔(H3)与第二集总电容(C2)输出极板相连，第五集总电容(C5)共二层，上极板通过第三通孔(H3)与第二集总电容(C2)输出极板相连，下极板为接地屏蔽层(D1)，第三集总电容(C3)共有三层，输入极板有两层通过过孔连在一起，输出极板有一层，第三连接线(Lin3)一端与第三通孔(H3)下端相连，另一端通过第四通孔(H4)与第三集总电容(C3)输入极板相连，第四集总电感(L4)一端与第三连接线(Lin3)相连，另一端通过第五通孔(H5)与第三集总电容(C3)输出极板相连，第六集总电容(C6)有两层，上极板通过第五通孔(H5)与第三集总电容(C3)输出极板相连，下极板为接地屏蔽层(D1)，第五集总电感(L5)共有八层绕线，一端与第五通孔(H5)相连，另一端与第六通孔(H6)相连，第四集总电容(C4)共有六层，输入极板有三层通过过孔连接在一起，输出极板有三层通过过孔连接在一起，输入极板与第六通孔(H6)相连，输出极板与第七通孔(H7)相连，第六集总电感(L6)共有5层绕线，一端与第六通孔(H6)相连，另一端与第七通孔(H7)相连，第七集总电容(C7)共有两层，上极板与第六通孔(H6)相连，下极板为接地屏蔽层(D1)，第四连接线(Lin4)一端与第七通孔(H7)相连，另一端与表面贴装50欧姆阻抗的第二端口(P2)相连，接地屏蔽层(D1)与第一侧印地(GND1)、第二侧印地(GND2)相连。
2.根据权利要求1所述的短波和超短波超宽带带通滤波器，其特征在于，电感均采用三维多层螺旋式结构，电容均采用金属-介质-金属形式的结构。
3.根据权利要求1所述的短波和超短波超宽带带通滤波器，其特征在于，所述的广义切比雪夫低通滤波器中，第三集总电感(L3)不与任何集总电容并联。
4.根据权利要求1所述的短波和超短波超宽带带通滤波器，其特征在于，所述的表面贴装50欧姆阻抗的第一端口(P1)、表面贴装50欧姆阻抗的第二端口(P2)、第一集总电感(L1)、第二集总电感(L2)、第三集总电感(L3)、第四集总电感(L4)、第五集总电感(L5)、第六集总电感(L6)、第一集总电容(C1)、第二集总电容(C2)、第三集总电容(C3)、第四集总电容(C4)、第五集总电容(C5)、第六集总电容(C6)、第七集总电容(C7)、第一连接线(Lin1)、第二连接线(Lin2)、第三连接线(Lin3)、第一通孔(H1)、第二通孔(H2)、第三通孔(H3)、第四通孔(H4)、第五通孔(H5)、第六通孔(H6)、第七通孔(H7)、第一侧印地(GND1)、第二侧印地(GND2)、接地屏蔽层(D1)均采用LTCC低温共烧陶瓷技术实现。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20201117 Termination date: 20210821 |