开关型平衡滤波功分器制造技术

本发明专利技术公开了一种开关型平衡滤波功分器，包括单刀双掷开关芯片WKD102010040、平衡滤波器、S波段微型功分器、表面贴装的50欧姆阻抗输入/输出接口，上述结构均采用多层低温共烧陶瓷工艺技术（LTCC技术）实现。本发明专利技术具有可倒相、插损小、易调试、重量轻、体积小、可靠性高、电性能好、温度稳定性好、成本低、可大批量生产等优点，适用于相应毫米波频段的通信、卫星通信等对体积、电性能、温度稳定性和可靠性有苛刻要求的场合和相应的系统中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种功分器，具体是一种开关型平衡滤波功分器。
技术介绍
近年来，随着移动通信、卫星通信及国防电子系统的微型化的迅速发展，高性能、低成本和小型化已经成为目前微波/射频领域的发展方向，对微波功分器的性能、尺寸、可靠性和成本均提出了更高的要求。如今无论是军用的雷达、电子探测、电子对抗等，还是民用的手机通信、电视、遥控，都需要将电子信号分配处理，这就需要用到一种重要的微波无源器件一功率分配器(功分器)。它是一种将一路信号分为两路或者多路信号的微波网络，如果将其反转使用，则是将几路信号合成一路信号的功率合成器，现在功分器已广泛应用于各种电子设备中。平衡滤波器一直是各种微波集成电路中的重要组成部件，由于两输出端口输出等幅度倒相差模信号，加入开关更增添了输入信号的灵活性，其在实际应用中非常广泛，因此将平衡滤波器与功分器相连，可以扩大功分器的使用范围，使功分器的阻带衰减更加可观，克服了单一功分器在单一频点处阻带衰减不理想的特点，具有很大的应用前景。低温共烧陶瓷是一种电子封装技术，采用多层陶瓷技术，能够将无源元件内置于介质基板内部，同时也可以将有源元件贴装于基板表面制成无源/有源集成的功能模块。LTCC技术在成本、集成封装、布线线宽和线间距、低阻抗金属化、设计多样性和灵活性及高频性能等方面都显现出众多优点，已成为无源集成的主流技术。其具有高Q值，便于内嵌无源器件，散热性好，可靠性高，耐高温，冲震等优点，利用LTCC技术，可以很好的加工出尺寸小，精度高，紧密型好，损耗小的微波器件。由于LTCC技术具有三维立体集成优势，在微波频段被广泛用来制造各种微波无源元件，实现无源元件的高度集成。基于LTCC工艺的叠层技术，可以实现三维集成，从而使各种微型微波滤波器具有尺寸小、重量轻、性能优、可靠性高、批量生产性能一致性好及低成本等诸多优点，利用其三维集成结构特点，可以实现开关型2.SG平衡滤波功分器。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种阻带衰减高、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、温度性能稳定的开关型2.SG平衡滤波功分器。实现本专利技术目的的技术方案是:一种开关型2.8G平衡滤波功分器，它由单刀双掷开关芯片WKD102010040、平衡滤波器、S波段功分器组成。平衡滤波器包括表面贴装的50欧姆阻抗第一输入端口、表面贴装的50欧姆阻抗第二输入端口、第一输入电感、第二输入电感、第一级并联谐振单元、第二级并联谐振单元、第三级并联谐振单元、第四级并联谐振单元、第五级并联谐振单元、第六级并联谐振单元、输出电感、Z形级间耦合带状线、表面贴装的50欧姆阻抗输出端口，各级并联谐振单元均由三层带状线组成，第二层带状线垂直位于第三层带状线上方，第一层带状线垂直位于第二层带状线上方，第一级并联谐振单元由第一层的第一带状线、第二层的第二带状线、第三层的第三带状线、第一微电容并联而成，第二级并联谐振单元由第一层的第四带状线、第二层的第五带状线、第三层的第六带状线、第二微电容并联而成，第三级并联谐振单元由第一层的第七带状线、第二层的第八带状线、第三层的第九带状线、第三微电容并联而成，第四级并联谐振单元由第一层的第十带状线、第二层的第十一带状线、第三层的第十二带状线、第四微电容并联而成，第五级并联谐振单元由第一层的第十三带状线、第二层的第十四带状线、第三层的第十五带状线、第五微电容并联而成，第六级并联谐振单元由第一层的第十六带状线、第二层的第十七带状线、第三层的第十八带状线、第六微电容并联而成，其中，第一输入电感与表面贴装的50欧姆阻抗第一输入端口连接，第二输入电感与表面贴装的50欧姆阻抗第二输入端口连接，第一级并联谐振单元的第二层的第二带状线与第一输入电感连接，第一级并联谐振单元的第三层的第三带状线与第二输入电感连接，第六级并联谐振单元的第二层的第十七带状线与输出电感连接，输出电感与表面贴装的50欧姆阻抗输出端口连接，Z形级间耦合带状线位于并联谐振单元的下面。六级并联谐振单元分别接地，其中第一、三层所有带状线接地端相同，一端是微电容接地，另一端开路，第二层带状线接地端相同，一端接地，另一端开路，且接地端方向与第一、三层接地端相反，Z形级间耦合带状线两端均接地。S波段功分器包括表面贴装的50欧姆阻抗第一输入端口、输入电感、第一四分之一波长传输线、第二四分之一波长传输线、第一输出电感、第二输出电感、吸收电阻、表面贴装的50欧姆阻抗第一输出端口、表面贴装的50欧姆阻抗第二输出端口，表面贴装的50欧姆阻抗第一输入端口与输入电感连接，第一四分之一波长传输线与第二四分之一波长传输线并联与吸收电阻的两端，第一四分之一波长传输线与第一输出电感连接，第二四分之一波长传输线与第二输出电感连接，第一输出电感与第一输出端口连接，第二输出电感与第二输出端口连接。单刀双掷开关芯片WKD102010040的RFOutl与表面贴装的50欧姆阻抗第一输入端口连接，表面贴装的50欧姆阻抗RF0ut2与表面贴装的50欧姆阻抗第二输入端口连接，平衡滤波器的输出端口与S波段功分器的的输入端口连接。与现有技术相比，由于本专利技术采用低损耗低温共烧陶瓷材料和三维立体集成，所带来的显著优点是:(I)带内平坦；(2)阻带衰减好；(3)体积小、重量轻、可靠性高；(4)电性能优异；(5)电路实现结构简单，可实现大批量生产；(6)成本低；(7)使用安装方便，使用全自动贴片机安装和焊接。【附图说明】图1 (a)是本专利技术一种开关型平衡滤波功分器的外形结构示意图。图1 (b)是本专利技术一种开关型平衡滤波功分器中开关的外形及内部结构示意图。图1 (C)是本专利技术一种开关型平衡滤波功分器中平衡滤波器的外形及内部结构示意图。图1 (d)是本专利技术一种开关型平衡滤波功分器中S波段功分器的外形及内部结构示意图。图2是本专利技术一种开关型平衡滤波功分器输出端口(P5)的幅频特性曲线。图3是本专利技术一种开关型平衡滤波功分器输入端口(P6)的幅频特性曲线。图4是本专利技术一种开关型平衡滤波功分器输出端口(P5、P6)的隔离特性曲线。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述。结合图1 (a)、(b)、(c)、(d)，本专利技术一种开关型平衡滤波功分器，其特征在于:它由单刀双掷开关芯片WKD102010040、平衡滤波器、S波段功分器组成。平衡滤波器包括表面贴装的50欧姆阻抗第一输入端口 P1、表面贴装的50欧姆阻抗第二输入端口 P2、第一输入电感Linl、第二输入电感Lin2、第一级并联谐振单元Lll、L21、L31、Cl、第二级并联谐振单元L12、L22、L32、C2、第三级并联谐振单元L13、L23、L33、C3、第四级并联谐振单元L14、L24、L34、C4、第五级并联谐振单元L15、L25、L35、C5、第六级并联谐振单元L16、L26、L36、C6、输出电感LoutUZ形级间耦合带状线Z、表面贴装的50欧姆阻抗输出端口 P3，各级并联谐振单元均由三层带状线组成，第二层带状线垂直位于第三层带状线上方，第一层带状线垂直位于第二层带状线上方，第一级并联谐振单元Lll、L21、L31、Cl由第一层的第一带状线L11、第二层的第二带状线L21、第三层的第三带状线L31、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关型平衡滤波功分器，其特征在于：包括单刀双掷开关芯片WKD102010040、平衡滤波器和S波段功分器；平衡滤波器包括表面贴装的50欧姆阻抗第一输入端口（P1）、表面贴装的50欧姆阻抗第二输入端口（P2）、第一输入电感（Lin1）、第二输入电感（Lin2）、第一级并联谐振单元（L11、L21、L31、C1）、第二级并联谐振单元（L12、L22、L32、C2）、第三级并联谐振单元（L13、L23、L33、C3）、第四级并联谐振单元（L14、L24、L34、C4）、第五级并联谐振单元（L15、L25、L35、C5）、第六级并联谐振单元（L16、L26、L36、C6）、输出电感（Lout1）、Z形级间耦合带状线（Z）、表面贴装的50欧姆阻抗输出端口（P3），各级并联谐振单元均由三层带状线组成，第二层带状线垂直位于第三层带状线上方，第一层带状线垂直位于第二层带状线上方，第一级并联谐振单元（L11、L21、L31、C1）由第一层的第一带状线（L11）、第二层的第二带状线（L21）、第三层的第三带状线（L31）、第一微电容（C1）并联而成，第二级并联谐振单元（L12、L22、L32、C2）由第一层的第四带状线（L12）、第二层的第五带状线（L22）、第三层的第六带状线（L32）、第二微电容（C2）并联而成，第三级并联谐振单元（L13、L23、L33、C3）由第一层的第七带状线（L13）、第二层的第八带状线（L23）、第三层的第九带状线（L33）、第三微电容（C3）并联而成，第四级并联谐振单元（L14、L24、L34、C4）由第一层的第十带状线（L14）、第二层的第十一带状线（L24）、第三层的第十二带状线（L34）、第四微电容（C4）并联而成，第五级并联谐振单元（L15、L25、L35、C5）由第一层的第十三带状线（L15）、第二层的第十四带状线（L25）、第三层的第十五带状线（L35）、第五微电容（C5）并联而成，第六级并联谐振单元（L16、L26、L36、C6）由第一层的第十六带状线（L16）、第二层的第十七带状线（L26）、第三层的第十八带状线（L36）、第六微电容（C6）并联而成，其中，第一输入电感（Lin1）与表面贴装的50欧姆阻抗第一输入端口（P1）连接，第二输入电感（Lin2）与表面贴装的50欧姆阻抗第二输入端口（P2）连接，第一级并联谐振单元（L11、L21、L31、C1）的第二层的第二带状线（L21）与第一输入电感（Lin1）连接，第一级并联谐振单元（L11、L21、L31、C1）的第三层的第三带状线（L31）与第二输入电感（Lin2）连接，第六级并联谐振单元（L16、L26、L36、C6）的第二层的第十七带状线（L26）与输出电感（Lout1）连接，输出电感（Lout1）与表面贴装的50欧姆阻抗输出端口（P3）连接， Z形级间耦合带状线（Z）位于并联谐振单元的下面；六级并联谐振单元分别接地，其中第一、三层所有带状线接地端相同，一端是微电容接地，另一端开路，第二层带状线接地端相同，一端接地，另一端开路，且接地端方向与第一、三层接地端相反，Z形级间耦合带状线（Z）两端均接地；S波段功分器包括表面贴装的50欧姆阻抗第一输入端口（P4）、第三输入电感（Lin3）、第一四分之一波长传输线（Z1）、第二四分之一波长传输线（Z2）、第一输出电感（Lout2）、第二输出电感（Lout3）、吸收电阻（R）、表面贴装的50欧姆阻抗第一输出端口（P5）、表面贴装的50欧姆阻抗第二输出端口（P6），表面贴装的50欧姆阻抗第一输入端口（P4）与第三输入电感（Lin3）连接，第一四分之一波长传输线（Z1）与第二四分之一波长传输线（Z2）并联与吸收电阻（R）的两端，第一四分之一波长传输线（Z1）与第一输出电感（Lout2）连接，第二四分之一波长传输线（Z2）与第二输出电感（Lout3）连接，第一输出电感（Lout2）与第一输出端口（P5）连接，第二输出电感（Lout3）与第二输出端口（P6）连接；单刀双掷开关芯片WKD102010040的RFOut1与表面贴装的50欧姆阻抗第一输入端口（P1）连接，表面贴装的50欧姆阻抗输出端口RFOut2与表面贴装的50欧姆阻抗第二输入端口（P2）连接，平衡滤波器的表面贴装的50欧姆阻抗输出端口（P3）与S波段功分器的表面贴装的50欧姆阻抗输入端口（P4）连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李永帅，许心影，戴永胜，乔冬春，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32