CN216531259U - 一种端口匹配的ltcc带通滤波器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种端口匹配的LTCC带通滤波器，属于滤波器技术领域。本实用新型包括LTCC基体层，LTCC基体层的上下各设有一层隔离金属层，LTCC基体层形成有带通滤波电路结构，带通滤波电路结构由LC并联谐振电路组成，输入端口和带通滤波电路结构之间设有第一匹配电路，输出端和所述带通滤波电路结构之间设有第二匹配电路，第一匹配电路和第二匹配电路为对称电路，包括串联的电容和电感，电容和电感之间还连接有接地电容。本实用新型在带通滤波器的两端加载端口匹配电路进行端口匹配，用较少的元件实现较高的阻带抑制和带内低插损的效果。

Description

一种端口匹配的LTCC带通滤波器

技术领域

本实用新型涉及一种端口匹配的LTCC带通滤波器，属于滤波器技术领域。

背景技术

随着无线通信技术的高速发展，通信系统朝着高性能、高可靠性、小型化的方向发展，对滤波器的性能、可靠性和尺寸均提出了更高的要求。带通滤波器是无线通信系统中重要的器件之一，为了达到更好的通信质量，要求带通滤波器具有较低的带内损耗和较高的阻带抑制，从而提高通信容量和避免相邻信道间的干扰，为了得到陡峭的衰减边沿及更好的阻带特性，需要增加滤波器的阶数，但这会进一步增大电路尺寸，并且在通带内引入更多的插入损耗。

然而同时随着系统小型化的发展，系统中的带通滤波器等元器件需要具有较小的尺寸。目前带通滤波器的小型化技术主要有：1、传统LC滤波器通过优化滤波器的电路拓扑结构，降低滤波器的部分电性能从而缩小滤波器的尺寸，然而优化滤波器的电路拓扑结构小型化十分有限；2、通过采用新工艺的方法实现滤波器的小型化设计，现在常用的工艺有低温共烧陶瓷（LTCC）、液晶高分子聚合物（LCP）、集成无源器件（IPD）、PCB高密度互连（HDI）、声表滤波器（SAW）、体声波滤波器（BAW）等；3、通过新工艺和新型电路拓扑结构结合的方法提高滤波器的性能的同时减小滤波器尺寸。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有滤波器存在的上述缺陷，提供了一种端口匹配的LTCC带通滤波器，在带通滤波器的两端加载端口匹配电路进行端口匹配，用较少的元件实现较高的阻带抑制和带内低插损的效果。

本实用新型是采用以下的技术方案实现的：

一种端口匹配的LTCC带通滤波器，包括LTCC基体层，LTCC基体层形成有带通滤波电路结构，带通滤波电路结构由LC并联谐振电路组成，输入端口和带通滤波电路结构之间设有第一匹配电路，输出端和所述带通滤波电路结构之间设有第二匹配电路，第一匹配电路和第二匹配电路为对称电路，包括串联的电容和电感，电容和电感之间还连接有接地电容。

进一步地，带通滤波电路结构由位于上下两层基板层的四个LC并联谐振器组成，位于同一层基板层的两个并联谐振器通过电感之间的窄边耦合形成回路，位于上下两层基板层的两个并联谐振器通过电感宽边耦合形成回路。

进一步地，位于下层的两个并联谐振器之间加载有耦合电容。

进一步地，位于同一层基板层的两个并联谐振器为对称电路。

进一步地，带通滤波电路结构中的电容采用平行板电容，电感采用垂直螺旋电感。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过在带通滤波器的两端加载端口匹配电路进行端口匹配，用较少的元件实现较高的阻带抑制和带内低插损；位于下层的两个并联谐振器之间加载有耦合电容，通过电容值的大小调整第一谐振点的位置从而调整带宽大小；结合LTCC工艺的多层结构实现小型化，可以根据滤波器的使用场景设计不同封装结构，便于与其他微波组件集成。

附图说明

图1 本实用新型的等效电路图；

图2 本实用新型的隔离金属层的结构示意图；

图3 本实用新型的三维结构示意图；

图4 本实用新型的带通滤波电路的结构示意图；

图5 本实用新型的S参数仿真结果。

图中标记：1、LTCC基体层；2、隔离金属层；3、第一匹配电路；4、第二匹配电路；5、带通滤波电路结构。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实用新型的等效电路图，带通滤波电路结构5由LC并联谐振电路组成，输入端口和带通滤波电路结构5之间设有第一匹配电路3，输出端和带通滤波电路结构5之间设有第二匹配电路4。第一匹配电路3和第二匹配电路4为对称电路，匹配电路包括电感Lf、电容Cf、电容Cp，连接方式为输入端连接电感Lf、电感Lf另一端连接电容Cf，电容Cf的另一端连接带通滤波电路的输入端，电感Lf和电容Cf之间连接接地电容Cp；带通滤波电路包含四个LC并联谐振器和一个耦合电容。

如图2所示，本实用新型的带通滤波器采用LTCC叠层工艺实现等效三维模型；其中LTCC基体层1采用介电常数为7.1，损耗角正切值为0.002，烧结后单层膜厚30um，金属层厚度为7.5um。滤波器包括LTCC基体层1，LTCC基体层1的上下各设有一层隔离金属层2，LTCC基体层1形成有带通滤波电路结构5，输入端IN连接第一匹配电路3，第一匹配电路3连接第一LC并联谐振器，第一LC并联谐振器和第二LC并联谐振器为对称结构，在同一空间平面，通过电感之间的窄边耦合形成回路，第三LC并联谐振器和第四LC并联谐振器为对称结构，在同一空间平面，通过电感之间的窄边耦合和两个LC并联谐振器之间加载耦合电容形成回路，增大耦合电容的值，第一谐振点向低频偏移，从而增宽滤波器的带宽，减小耦合电容的值，第一谐振点向高频偏移，从而减小滤波器的带宽；第一LC并联谐振器在第三LC并联谐振器的上面，通过电感宽边耦合形成回路，第二LC并联谐振器在第四LC并联谐振器的上面，通过电感宽边耦合形成回路。输入端连接第一匹配电路3，第一匹配电路3连接带通滤波电路，带通滤波电路连接第二匹配电路4，第二匹配电路4连接输出端，各元件之间通过通孔形成连接回路。

如图3所示为本实用新型的隔离金属层2的结构示意图，隔离金属层2为网格状，隔离金属层2与接地端口相连，与输入端口和输出端口之间设有开口。

如图4所示，本实用新型带通滤波器的带通滤波电路结构5是设置在LTCC基体层1内的电路层，第一LC并联谐振器在第三LC并联谐振器的上面，第二LC并联谐振器在第四LC并联谐振器的上面；电容Cf在电感Lf的上面，在实际的设计中电感和电容都有寄生参数，因此利用电容Cf和电感Lf的寄生参数形成Cp。第一LC并联谐振器，包含电感L1和电容C1，电感L1和电容C1一端连接，另一端接地形成并联谐振器；第二LC并联谐振器，包含电感L2和电容C2，电感L2和电容C2一端连接，另一端接地形成并联谐振器；第三LC并联谐振器，包含电感L3和电容C3，电感L3和电容C3一端连接，另一端接地形成并联谐振器；第四LC并联谐振器，包含电感L4和电容C4，电感L4和电容C4一端连接，另一端接地形成并联谐振器；在电容C3和电容C4之间加载耦合电容C5。

如图5所示，本实用新型的一个实施例，其典型尺寸为4.0×2.5×0.98mm，中心频率为2350MHz，带宽1800~2900MHz，插入损耗≤1.5dB , DC~1300MHz阻带抑制大于40dB，3500MHz~8000MHz阻带抑制大于40dB。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种端口匹配的LTCC带通滤波器，其特征在于，包括LTCC基体层，所述LTCC基体层形成有带通滤波电路结构，所述带通滤波电路结构由LC并联谐振电路组成，输入端口和所述带通滤波电路结构之间设有第一匹配电路，输出端和所述带通滤波电路结构之间设有第二匹配电路，所述第一匹配电路和第二匹配电路为对称电路，包括串联的电容和电感，电容和电感之间还连接有接地电容。

2.根据权利要求1所述的端口匹配的LTCC带通滤波器，其特征在于：所述带通滤波电路结构由位于上下两层基板层的四个LC并联谐振器组成，位于同一层基板层的两个并联谐振器通过电感之间的窄边耦合形成回路，位于上下两层基板层的两个并联谐振器通过电感宽边耦合形成回路。

3.根据权利要求2所述的端口匹配的LTCC带通滤波器，其特征在于：位于下层基板层的两个并联谐振器之间加载有耦合电容。

4.根据权利要求2所述的端口匹配的LTCC带通滤波器，其特征在于：位于同一层基板层的两个并联谐振器为对称电路。

5.根据权利要求1所述的端口匹配的LTCC带通滤波器，其特征在于：所述带通滤波电路结构中的电容采用平行板电容，电感采用垂直螺旋电感。

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