CN111010107A - 一种小型化叠层片式耦合带通滤波器 - Google Patents

Abstract

一种小型化叠层片式耦合带通滤波器，本发明公开一种新型小型化的叠层片式耦合带通滤波器，该带通滤波器采用半集总参数半微波分布式设计结构。本发明耦合带通滤波器采用集中参数构成谐振器，以及集中参数谐振器在高频率下体现的微波耦合特性，谐振器之间应用微波分布式耦合。本发明的有益效果是：本发明以LTCC（低温共烧陶瓷）技术为基础，采用半集总参数﹑半微波分布式结构耦合模型设计实现叠层片式耦合带通滤波器。本发明有效降低了滤波器内部全部为集中参数的复杂结构，简化了滤波器的设计与制造的复杂度，且具有低损耗、高抑制、高可靠性、低成本和适合于大规模的生产等优点，另外还适应了新的电子元件集成化、小型化的发展趋势。

Description

一种小型化叠层片式耦合带通滤波器

技术领域

本发明公开一种新型小型化的叠层片式耦合带通滤波器，主要用于在通信系统中的收发链路中用来发射和接收信号。

背景技术

在移动通信领域，通讯产品功能越来越多，可用的频谱资源尤为重要，此时需要各种频段的滤波器来分离不同的信号。在通讯产品设计中，可以采用分立的低通滤波器处理不同频段的输入信号，采用LTCC技术制作的片式低通滤波器具有高可靠性、低插损、高选择性、体积小、重量轻、易于集成、低成本等优点，适合大规模生产，因此应用非常广泛。

发明内容

本发明提供一种新型小型化叠层片式耦合带通滤波器，该带通滤波器采用半集总参数半微波分布式设计结构。本发明耦合带通滤波器采用集中参数构成谐振器，以及集中参数谐振器在高频率下体现的微波耦合特性，谐振器之间应用微波分布式耦合。

本发明提供的技术方案如下：

一种小型化叠层片式耦合带通滤波器，包括有基体，设于基体外侧的输入端、输出端、接地端和设置在基体内部的电路层，所述的电路层共有六层，分别为：

第一层：在陶瓷介质基板最上层印制有金属平面导体，包括有组成电感的第一层第一导体、第一层第二导体、第一层第三导体、第一层第四导体、第一层第五导体和第一层第六导体；其中第一层册第一导体和第一层第六导体分别单独组成第一电感和第二电感，所述的第一电感和第二电感分别连接输入端和输出端；

第二层：在陶瓷介质基板上印制有第二层金属平面导体；

第三层：在陶瓷介质基板上印制有第三层第一金属平面导体和第三层第二金属平面导体，且第三层第一金属平面导体和第三层第二金属平面导体共同与第二层金属平面导体组成第八电容；

第四层：在陶瓷介质基板上印制有﹑第四层第二金属平面导体﹑第四层第三金属平面导体和第四层第四金属平面导体；其中第四层第二金属平面导体与第三层第一金属平面导体组成第一电容，第四层第三金属平面导体与第三层第二金属平面导体组成第二电容；第四层第二金属平面导体与第三层第二金属平面导体及第二层金属平面导体共同组成第九电容，第四层第三金属平面导体与第三层第一金属平面导体及第二层金属平面导体共同组成第七电容；

第五层：在陶瓷介质基板上印制有第五层金属平面导体，且第五层金属平面导体与第一金属平面导体﹑第四层第二金属平面导体﹑第四层第三金属平面导体和第四层第四金属平面导体组成第三电容﹑第四电容﹑第五电容﹑第六电容；

第六层：在陶瓷介质内部填充有六个第六层金属孔，所述的第六层金属孔组成第七电感，将第五层金属平面导体连接至接地端；

所述的基体内部还设有第一金属孔﹑第二金属孔、第三金属孔﹑第四金属孔、第五金属孔、第六金属孔、第七金属孔和第八金属孔，所述的第一层第二导体和第一金属孔﹑第二金属孔组成第三电感，第一层第三导体和第三金属孔﹑第四金属孔组成第四电感，所述的第一层第四导体和第五金属孔、第六金属孔组成第五电感，第一层第五导体和第七金属孔和第八金属孔组成第六电感。

本发明的有益效果是：本发明以LTCC（低温共烧陶瓷）技术为基础，采用半集总参数﹑半微波分布式结构耦合模型设计实现叠层片式耦合带通滤波器。本发明有效降低了滤波器内部全部为集中参数的复杂结构，同时利用微波分布式耦合结构的特点巧妙的消除了第一与第三号谐振器之间、第二与第四号谐振器之间的空间耦合，简化了滤波器的设计与制造的复杂度，且具有低损耗、高抑制、高可靠性、低成本和适合于大规模的生产等优点，另外还适应了新的电子元件集成化、小型化的发展趋势。

附图说明

图1为本发明的等效电路示意图；

图2为本发明的外观结构示意图；

图3为本发明内部结构示意图；

图4为本发明第一层电路平面结构示意图；

图5为本发明第二层电路平面结构示意图；

图6为本发明第三层电路平面结构示意图

图7为本发明第四层电路平面结构示意图；

图8为本发明第五层电路平面结构示意图；

图9为本发明第六层电路平面结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

请参照图1，图1是叠层片式耦合带通滤波器等效电路图，信号由1端口通过第一电感（L1）馈入信号后经由滤波器部分过滤信号后通过第二电感（L2）输出到2端口；滤波器部分由第三电感（L11）及第三电容（C11）组成的第一谐振器，第四电感（L22）、第第四电容（C22）组成第二谐振器，第五电感（L33）、第五电容（C33）组成第三谐振器，第六电感（L44）、第六电容（C44）组成第四谐振器；第一谐振器与第二谐振器及第三号谐振器与第四号谐振器通过第一电容（C1）及第二电容（C2）产生耦合传输信号，第二谐振器与第三谐振器通过互耦合第一电感（L1）和第二电感（L2）传输信号，四个谐振器通过第七电容（CS13）、第九电容（CS24）、第八电容（CS14）产生相互耦合，且通过第七电感（LS）接地，形成通带外的传输零点，有效的提高了滤波器的阻带衰减。

请参照图2，图2是叠层片式耦合带通滤波器的外观结构，左图为俯视图，右图为仰视图；其中P1为信号的输入端、P2为信号的输出端、GND为接地端。

叠层片式耦合带通滤波器内部结构如图3所示，电路结构分布在陶瓷基体内部。电路结构一共有6层，下面结合图4-9对这6层进行说明。

第一层，请参照图4，在陶瓷介质基板最上层印制有金属平面导体，分别为组成电感的第一层第一导体（101）、第一层第二导体（102）、第一层第三导体（103）、第一层第四导体（104）、第一层第五导体（105）和第一层第六导体（106）；其中第一层第一导体（101）单独组成图1中第一电感（L1），第一层第六导体（106）单独组成第二电感（L2），第一电感（L1）和第二电感（L2）分别连接输入端口P1和输出端口P2；第一层第二导体（102）和金属孔（V11）﹑V12组成原理图中的电感L11，第一层第三导体（103）和第三金属孔（V21）﹑第四金属孔（V22）组成第四电感（L22），第一层第四导体（104）和第五金属孔V31、第六金属孔V32组成第五电感（L33），第一层第五导体（105）和第七金属孔（V41）和第八金属孔（V42）组成第六电感（L44）。

第二层，请参照图5，在陶瓷介质基板上印制有第二层金属平面导体（201）；

第三层，请参照图6，在陶瓷介质基板上印制有第三层第一金属平面导体（301）和第三层第二金属平面导体（302），且第三层第一金属平面导体（301）和第三层第二金属平面导体（302）共同与第二层金属平面导体（201）组成原理图中的第八电容（CS14）；

第四层，请参照图7，在陶瓷介质基板上印制有第一金属平面导体（401）﹑第四层第二金属平面导体（402）﹑第四层第三金属平面导体（403）和第四层第四金属平面导体（404）；其中第四层第二金属平面导体（402）与第三层第一金属平面导体（301）组成原理图中的第一电容（C1），第四层第三金属平面导体（403）与第三层金属平面导体（302）组成原理图中的电容（C2）；金属平面导体402与第三层第二金属平面导体（302）及第二层金属平面导体（201）共同组成原理图中的第九电容（CS24），第四层第三金属平面导体（403）与第三层第一金属平面导体（301）及第二层金属平面导体（201）共同组成原理图中第七电容（CS13）。

第五层，请参照图8，在陶瓷介质基板上印制有第五层金属平面导体（501），且第五层金属平面导体（501）与第一金属平面导体（401）﹑第四层第二金属平面导体（402）﹑第四层第三金属平面导体（403）和第四层第四金属平面导体（404）组成第三电容（C11）﹑第第四电容（C22）﹑第五电容（C33）﹑第六电容（C44）。

第六层，请参照图9，在陶瓷介质内部填充六个金属孔（601），这些金属孔（601）组成原理图中电感（LS），将第五层金属平面导体（501）连接至产品外部GND接地端。

在陶瓷介质内部，第一金属孔（V11）﹑第三金属孔（V21）﹑第五金属孔V31﹑第七金属孔（V41）贯穿1﹑2﹑3﹑4层陶瓷介质基板；第二金属孔V12﹑第四金属孔（V22）﹑第六金属孔V32﹑第八金属孔（V42）贯穿第一﹑第二﹑第三﹑第四和第五层。

第一层第二导体（102）与第一金属孔（V11）﹑第二金属孔V12及第四层第一金属平面导体（401）与第五层金属平面导体（501）组成第一谐振器；第三层第一金属平面导体（301）与第三金属孔（V21）﹑第四金属孔（V22）及第四层第二金属平面导体（402）与金属平面导体501组成第二谐振器；金属平面导体104与第五金属孔（V31）﹑（V32）及金属平面导体（403）与第五层金属平面导体（501）组成第三谐振器；第一层第五导体（105）与第七金属孔（V41）﹑第八金属孔（V42）及第四层第四金属平面导体（404）与第五层金属平面导体（501）组成第四谐振器。

第一层第三导体（103）与第三金属孔（V21）﹑第四金属孔（V22）及第一层第四导体（104）与第五金属孔（V31）﹑第六金属孔（V32）组成第二、第三号谐振器之间互耦合第一电感（L1）和第二电感（L2）。

Claims (1)

1.一种小型化叠层片式耦合带通滤波器，其特征在于，包括有基体，设于基体外侧的输入端、输出端、接地端和设置在基体内部的电路层，所述的电路层共有六层，分别为：

第一层：在陶瓷介质基板最上层印制有金属平面导体，包括有组成电感的第一层第一导体、第一层第二导体、第一层第三导体、第一层第四导体、第一层第五导体和第一层第六导体；其中第一层册第一导体和第一层第六导体分别单独组成第一电感和第二电感，所述的第一电感和第二电感分别连接输入端和输出端；

第二层：在陶瓷介质基板上印制有第二层金属平面导体；

第三层：在陶瓷介质基板上印制有第三层第一金属平面导体和第三层第二金属平面导体，且第三层第一金属平面导体和第三层第二金属平面导体共同与第二层金属平面导体组成第八电容；

第四层：在陶瓷介质基板上印制有﹑第四层第二金属平面导体﹑第四层第三金属平面导体和第四层第四金属平面导体；其中第四层第二金属平面导体与第三层第一金属平面导体组成第一电容，第四层第三金属平面导体与第三层第二金属平面导体组成第二电容；第四层第二金属平面导体与第三层第二金属平面导体及第二层金属平面导体共同组成第九电容，第四层第三金属平面导体与第三层第一金属平面导体及第二层金属平面导体共同组成第七电容；

第五层：在陶瓷介质基板上印制有第五层金属平面导体，且第五层金属平面导体与第一金属平面导体﹑第四层第二金属平面导体﹑第四层第三金属平面导体和第四层第四金属平面导体组成第三电容﹑第四电容﹑第五电容﹑第六电容；

第六层：在陶瓷介质内部填充有六个第六层金属孔，所述的第六层金属孔组成第七电感，将第五层金属平面导体连接至接地端；

所述的基体内部还设有第一金属孔﹑第二金属孔、第三金属孔﹑第四金属孔、第五金属孔、第六金属孔、第七金属孔和第八金属孔，所述的第一层第二导体和第一金属孔﹑第二金属孔组成第三电感，第一层第三导体和第三金属孔﹑第四金属孔组成第四电感，所述的第一层第四导体和第五金属孔、第六金属孔组成第五电感，第一层第五导体和第七金属孔和第八金属孔组成第六电感。

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