CN201113933Y - 一种多层陶瓷介质低通滤波器 - Google Patents

一种多层陶瓷介质低通滤波器 Download PDF

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王剑强
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Abstract

本实用新型涉及一种多层陶瓷介质低通滤波器，包括：层叠体，包括沿层叠方向层叠在一起的多个片状陶瓷介质层；设置在层叠体中的两个屏蔽接地层；设置在层叠体中的1个用于构成LC低通电路的电感器；设置在层叠体中的多个用于构成LC低通电路的电容器；上述电感和电容构成的LC低通电路；设置在层叠体表面的2个外部接地电极，它们电气连接所述两个屏蔽接地层的端部；设置在层叠体表面的一个输入信号端和一个输出信号端，它们各自电气连接到所述LC低通电路的输入输出端。本实用新型的有益效果：采用本实用新型结构的多层陶瓷介质低通滤波器，采用椭圆函数π型低通电路图设计具有更小的插损和设计灵活性。

Description

一种多层陶瓷介质低通滤波器
技术领域
本实用新型涉及一种微波通信系统中的低通滤波器，特别涉及主要应用在小体积的终端通信设备上的一种多层陶瓷介质低通滤波器。
背景技术
通信技术的不断改进，人们对消费类电子产品轻薄小巧的要求越来越高，在这种趋势下，通信产品内部元件在拥有良好性能特性的基础上，尺寸的减小就成为行业制造者的一个重要的目标。
多层陶瓷结构的低通滤波器，内部电路的结构与电性能优劣有关，已公开的发明专利：一种多层式陶瓷低通滤波器，专利公开号为CN1578129，采用平面螺旋电感结构，这种结构在微波频段的小体积的滤波器中，电感的寄生电容对频率特性影响很大，严重影响滤波器的性能，滤波器的体积越小影响越大。
发明内容
本实用新型的目的是在于提供一种多层陶瓷介质低通滤波器，这种滤波器内部垂直螺旋电感的结构，减少了寄生电容，椭圆π型谐振电路结构简单合理，具有更小的插损和设计灵活性，既提高了滤波性能，又实现了器件的小型化，克服了背景技术中现有的低通滤波器的电感的寄生电容对频率特性影响很大，严重影响滤波器的性能的缺点。
本实用新型是通过以下技术方案达到上述目的：
一种多层陶瓷介质低通滤波器，包括：
层叠体，包括沿层叠方向层叠在一起的多个片状陶瓷介质层；
设置在层叠体中的两个屏蔽接地层；
设置在层叠体中的1个用于构成LC低通电路的电感器；
设置在层叠体中的多个用于构成LC低通电路的电容器；
上述电感和电容构成的LC低通电路；
设置在层叠体表面的2个外部接地电极，它们电气连接所述两个屏蔽接地层的端部；
设置在层叠体表面的一个输入信号端和一个输出信号端，它们各自电气连接到所述LC低通电路的输入输出端。
所述的电感器分多层设置在层叠体内，包括设置在各层上的回型电感图案和穿设在各层之间连接各电感图案的过孔金属线，过孔金属线电气连接各层上的电感图案。
所述的电容分两层设置在层叠体内，包括设置在相邻两层上的相互对应部分的图案。
本实用新型的优选方案是：一种多层陶瓷介质低通滤波器，包括：
层叠体，包括沿层叠方向层叠在一起的十二片状陶瓷介质层；
2个外部接地电极，分别与屏蔽接地层相连；
1个用于构成LC低通电路，所述的LC低通电路为一椭圆π型谐振电路，由电容器C1、C2、C3与电感器L1构成，电容器C1一端接地，另一端连接输入端，电容器C3一端接地，另一端连接输出端，电容器C3与电感器L1并联地连接在输入端、输出端之间；
所述的电感器L1，包括设置在第五层片状陶瓷介质层205上的金属图案205a中从通孔到连接外电极的末端的金属图案205b、设置在第六层上的电感图案206a、过孔金属线213h、设置在第七层上的电感图案207a、过孔金属线214h、设置在第八层上的电感图案208a、过孔金属线215h、设置在第九层上的电感图案209a、过孔金属线216h、设置在第十层片状陶瓷介质层210上的金属图案210a中从通孔到连接外电极的末端的金属图案210b、过孔金属线217h，过孔金属线213h电连接金属图案205b和电感图案206a，过孔金属线214h电连接电感图案206a和电感图案207a，过孔金属线215h电连接电感图案207a和电感图案208a，过孔金属线216h电连接电感图案208a和电感图案209a，过孔金属线217h电连接电感图案209a和金属图案210b，金属图案205b与输出端相连，金属图案210b与输入端相连；
所述的多个用于构成LC低通电路的电容器为三个电容C1、C2、C3，电容C1包括设置在第十层片状陶瓷介质层210上的、与输入信号端相连的金属图案210a，设置在第十一层片状陶瓷介质层211上的屏蔽接地层图案211a中与金属图案210a相对应的部分；电容C2包括设置在第二层片状陶瓷介质层202上的、与输入信号端相连的金属图案202a，设置在第三层片状陶瓷介质层203上的、与输出信号端相连的金属图案203a；
电容C3包括设置在第五层片状陶瓷介质层205上的、与输出信号端相连的金属图案205a，设置在第三层片状陶瓷介质层203上的、与输出信号端相连的金属图案203a，设置在第四层片状陶瓷介质层204上的屏蔽接地层图案204a中与金属图案205a相对应的部分和与金属图案203a相对应的部分。
本实用新型的有益效果：采用本实用新型结构的多层陶瓷介质低通滤波器，采用椭圆函数π型低通电路图设计具有更小的插损和设计灵活性，由于采用多层结构，电感就能通过上下通孔连接的螺旋型导体就可实现，而电容亦能通过平面印刷的方法，2个相互平行的金属电极与上下之间的介质陶瓷形成电容，从而实现低通滤波器的小型化和甚小型化。这种滤波器内部垂直螺旋电感的结构，减少了寄生电容，既提高了滤波性能，又实现了器件的小型化，克服了背景技术中现有的低通滤波器的电感的寄生电容对频率特性影响很大，严重影响滤波器的性能的缺点。
附图说明
图1是本实用新型实施例1中的多层陶瓷介质低通滤波器立体示意图；
图2是图1所示多层陶瓷介质低通滤波器的等效电路图；
图3是图1所示多层陶瓷介质低通滤波器的分解透视图；
具体实施方式：
实施例1：如图1、2、3所示，其中图中斜线部分为涂覆导电金属材料部分，可以是Ag、Cu、Au等材料，通过平面印刷技术形成，一种多层陶瓷低通滤波器，长、宽、高分别为1.6mm、0.8mm、0.6mm，可由介电常数在9-40之间的陶瓷材料的十二层片状陶瓷介质层201、202、203、204、205、206、207、208、209、210、211、212，两个外部接地电极302d，一个输入端303和一个输出端301，一个电感L1，三个电容C1、C2、C3，两个屏蔽接地层204a、211a构成；
所述十二层片状陶瓷介质层包括第一到第十二层201、202、203、204、205、206、207、208、209、210、211、212；
所述的一个电感L1，包括设置在第五层片状陶瓷介质层205上的金属图案205a中从通孔到连接外电极的末端的金属图案205b、设置在第六层上的电感图案206a、过孔金属线213h、设置在第七层上的电感图案207a、过孔金属线214h、设置在第八层上的电感图案208a、过孔金属线215h、设置在第九层上的电感图案209a、过孔金属线216h、设置在第十层片状陶瓷介质层210上的金属图案210a中从通孔到连接外电极的末端的金属图案210b、过孔金属线217h，过孔金属线213h电连接金属图案205b和电感图案206a，过孔金属线214h电连接电感图案206a和电感图案207a，过孔金属线215h电连接电感图案207a和电感图案208a，过孔金属线216h电连接电感图案208a和电感图案209a，过孔金属线217h电连接电感图案209a和金属图案210b，金属图案205b与输出端相连，金属图案210b与输入端相连；电感图案通过在陶瓷介质层上涂覆导电金属材料形成；
所述的三个电容C1、C2、C3，电容C1包括设置在第十层片状陶瓷介质层210上的、与输入信号端相连的金属图案210a，设置在第十一层片状陶瓷介质层211上的屏蔽接地层图案211a中与金属图案210a相对应的部分；电容C2包括设置在第二层片状陶瓷介质层202上的、与输入信号端相连的金属图案202a，设置在第三层片状陶瓷介质层203上的、与输出信号端相连的金属图案203a；电容C3包括设置在第五层片状陶瓷介质层205上的、与输出信号端相连的金属图案205a，设置在第三层片状陶瓷介质层203上的、与输出信号端相连的金属图案203a，设置在第四层片状陶瓷介质层204上的屏蔽接地层图案204a中与金属图案205a相对应的部分和与金属图案203a相对应的部分；电容图案通过在陶瓷介质层上涂覆导电金属材料形成；屏蔽接地层204a、211a图案通过在陶瓷介质层上涂覆导电金属材料形成；
上述十二层涂覆导电金属材料片状陶瓷介质层通过低温共烧陶瓷技术层叠在一起，构成层叠体；
所述的LC低通电路由电容器C1、C2、C3与电感器L1构成。
在层叠体的外表面，设置了两个外部接地电极302d，外部接地电极302d与内部屏蔽接地层204a、211a相连，一个输入信号端303和一个输出信号端301；
其中输入信号端与电容器C1、C2和电感器L1相连，输出信号端与电容器C3、C2和电感器L1相连。
在生产过程中可简单地将设置在第二层中图案202a和设置在第十层中图案210a沿平面中心旋转180度印刷，做到输入信号端304脚输入，也可通过将设置在第二层中图案202a和设置在第十层中图案210a翻转底片制网印刷做到输出信号端305脚输出，等等，可做到输入输出口位置在脚301、303、304、305之间的变换，使在生产过程中就可调整为生产不同脚位器件，减少了研发成本。
通过各个多层结构的巧妙安排与设计，形成了图2所示的等效电路，而本实用新型是一个由椭圆函数∏型低通电路构成的低通滤波器，通过适当调整各个导体的涂覆面积和各层陶瓷膜片的厚度，就能达到理想的电感电容参数值，从而也能实现如图4所示的具有很好低通滤波电性能特征的传输特性曲线。
本实用新型保护的低通滤波器并不局限于以上所陈述的实施例，其他相似的结构也属本实用新型保护范围内。

Claims (6)

1. 一种多层陶瓷介质低通滤波器，其特征在于包括：
层叠体，包括沿层叠方向层叠在一起的多个片状陶瓷介质层；
设置在层叠体中的两个屏蔽接地层；
设置在层叠体中的1个用于构成LC低通电路的电感器；
设置在层叠体中的多个用于构成LC低通电路的电容器；
上述电感和电容构成的LC低通电路；
设置在层叠体表面的2个外部接地电极，它们电气连接所述两个屏蔽接地层的端部；
设置在层叠体表面的一个输入信号端和一个输出信号端，它们各自电气连接到所述LC低通电路的输入输出端。
2. 根据权利要求1所述的多层陶瓷介质低通滤波器，其特征在于：所述的电感器分多层设置在层叠体内，包括设置在各层上的回型电感图案和穿设在各层之间连接各电感图案的过孔金属线，过孔金属线电气连接各层上的电感图案。
3. 根据权利要求1所述的多层陶瓷介质低通滤波器，其特征在于：所述的电容分两层设置在层叠体内，包括设置在相邻两层上的相互对应部分的图案。
4. 根据权利要求1-3任一权利要求所述的多层陶瓷介质低通滤波器，其特征在于：
所述的1个用于构成LC低通电路的电感器为电感器(L1)；
所述的多个用于构成LC低通电路的电容器为三个电容(C1、C2、C3)；
所述的LC低通电路为一椭圆π型谐振电路，由电容器(C1、C2、C3)与电感器(L1)构成，电容器(C1)一端接地，另一端连接输入端，电容器(C3)一端接地，另一端连接输出端，电容器(C3)与电感器(L1)并联地连接在输入端、输出端之间。
5. 根据权利要求4所述的多层陶瓷低通滤波器，其特征在于：
所述的片状陶瓷介质层包括第一到第十二层(201、202、203、204、205、206、207、208、209、210、211、212)；
所述的2个外部接地电极(302d)，分别与屏蔽接地层(204a、211a)相连；
所述的1个用于构成LC低通电路的电感器为电感器(L1)，包括设置在第五层片状陶瓷介质层(205)上的金属图案(205a)中从通孔到连接外电极的末端的金属图案(205b)、设置在第六层上的电感图案(206a)、过孔金属线(213h)、设置在第七层上的电感图案(207a)、过孔金属线(214h)、设置在第八层上的电感图案(208a)、过孔金属线(215h)、设置在第九层上的电感图案(209a)、过孔金属线(216h)、设置在第十层片状陶瓷介质层(210)上的金属图案(210a)中从通孔到连接外电极的末端的金属图案(210b)、过孔金属线(217h)，过孔金属线(213h)电连接金属图案(205b)和电感图案(206a)，过孔金属线(214h)电连接电感图案(206a)和电感图案(207a)，过孔金属线(215h)电连接电感图案(207a)和电感图案(208a)，过孔金属线(216h)电连接电感图案(208a)和电感图案(209a)，过孔金属线(217h)电连接电感图案(209a)和金属图案(210b)，金属图案(205b)与输出端相连，金属图案(210b)与输入端相连；
所述的多个用于构成LC低通电路的电容器为三个电容(C1、C2、C3)，电容(C1)包括设置在第十层片状陶瓷介质层(210)上的、与输入信号端相连的金属图案(210a)，设置在第十一层片状陶瓷介质层(211)上的屏蔽接地层图案(211a)中与金属图案(210a)相对应的部分；电容(C2)包括设置在第二层片状陶瓷介质层(202)上的、与输入信号端相连的金属图案(202a)，设置在第三层片状陶瓷介质层(203)上的、与输出信号端相连的金属图案(203a)；电容(C3)包括设置在第五层片状陶瓷介质层(205)上的、与输出信号端相连的金属图案(205a)，设置在第三层片状陶瓷介质层(203)上的、与输出信号端相连的金属图案(203a)，设置在第四层片状陶瓷介质层(204)上的屏蔽接地层图案(204a)中与金属图案(205a)相对应的部分和与金属图案(203a)相对应的部分。
6. 根据权利要求5所述的多层陶瓷低通滤波器，其特征在于：在层叠体的外表面，还设置有信号输入、输出端(304、305)。
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Address after: 314003 Jiaxing Economic Development Zone, Tong Tong Street is the original road, No. 66, No.

Patentee after: Jiaxing Jiali Electronic Co., Ltd.

Address before: 314003, Zhejiang, Jiaxing province Tong Industrial Zone, No. 1 former science and Technology Park

Patentee before: Zhejiang Zhengyuan Electric Co., Ltd.

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Address after: 314003 Jiaxing City, Zhejiang Province Economic Development Zone Yong Wui street is the original Road No. 66

Patentee after: Jiaxing Jiali Electronic Co., Ltd.

Address before: 314003 Jiaxing Economic Development Zone, Tong Tong Street is the original road, No. 66, No.

Patentee before: Jiaxing Jiali Electronic Co., Ltd.

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Granted publication date: 20080910