一种LS波段与C波段双频双工滤波器制造技术

本发明专利技术公开了一种LS波段与C波段双频双工滤波器，由一个LS频段的微波滤波器与一个C波段微波滤波器及电感电容组成。其功能主要由分布式的带状线结构的滤波器并联实现。双工滤波器结构采用LTCC工艺技术实现。本发明专利技术具有体积小、耐高温、低成本、高品质、稳定性好、可靠性高、材料一致性好、成品率高、环保性好等优点，广泛应用于微波频段的移动通信、北斗导航系统等卫星通信，对电性能、材料一致性、热机械性、温度稳定性、工艺性及抗干扰性等高要求的系统与设备。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及双频滤波器，具体是一种LS波段与C波段双频双工滤波器。
技术介绍
随着电子产业的迅猛发展，电子元件集成化、模组化、高性能、低成本已经成为国内外射频领域的发展方向，同时随着电子设备工作频率的迅速提高，电磁干扰的频率也越来越高，迫切需要一种能对辐射干扰的高频信号有较大衰减的滤波器，这也对微波滤波器的综合性能提出了更高的要求。在无线发射接收系统中，如果分别给发射与接收电路配置天线，不仅不利于节约成本，而且会增加信号间的干扰，然而双工器的设计能够起到滤波器的选频作用，也可以完成不同支路双工通信的功能。 这种双工滤波器的主要指标有：通带插入损耗、通带回波损耗、隔离度、矩形系数、时延频率特性、阻带衰减、通带电压驻波比、品质因数等。双工滤波器可以吸收掉不需要混频段信号，将所需要的两种不同频段的信号输出。本设计解决了双工器的回波损耗大、阻带衰减小等缺陷，而其加工工艺有很多种类，近年来国内外大多采用的是低温共烧陶瓷技术。低温共烧陶瓷（LTCC）是近年发展起来的整合组件技术，已经成为无源集成的主流技术，成为无源元件领域的发展方向。其采用多层陶瓷技术，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。利用LTCC制备片式无源集成器件和模块有许多优点，陶瓷材料具有优良的高频高品质特性，使用电导率高的金属材料作为导体，有利于系统的品质因子，也可适应大电流及耐高温的要求，其可将无源组件埋入多层电路基板，有利于提高系统组装密度，易于实现多层布线与封装一体化结构，可提高可靠性、耐高温、高湿等恶劣环境，采用非连续式的生产工艺，便于基板烧成前对每一层布线和互联通孔进行质量检测，降低成本。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，可以实现双工滤波器。
技术实现思路
本专利技术的目的在于实现一种由带状线结构实现隔离度好、体积小、耐高温、低成本、高品质、稳定性好、可靠性高、材料一致性好、成品率高、环保性好的双工滤波器。实现本专利技术目的的技术方案为：一种LS波段与C波段双频双工滤波器，其具体结构如下：其结构由第一微波滤波器、第二微波滤波器与电感电容组成，电感与第一微波滤波器的第一输入端口连接，电容与第二微波滤波器的第二输入端口连接。第一微波滤波器包括50欧姆阻抗第一输入端口、第一输入电感、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、第一输出电感、50欧姆阻抗第一输出端口、第一Z形级间耦合带状线、第二Z形级间耦合带状线与接地端。各级并联谐振单元依次从一边到另一边以一定的间距排列组成，各级并联谐振单元均由三层平行带状线组成，各级谐振单元上下层间距相等，第一层由第一带状线、第四带状线、第七带状线、第十带状线依次从一边到另一边以一定的间距排列组成，第一带状线与第四带状线之间的距离与第七带状线与第十带状线之间的距离相等。第二层由第二带状线、第五带状线、第八带状线、第十一带状线依次从一边到另一边以一定的间距排列组成，第二带状线与第五带状线之间的距离与第八带状线与第十一带状线之间的距离相等。第三层由第三带状线、第六带状线、第九带状线、第十二带状线依次从一边到另一边以一定的间距排列组成，第三带状线与第六带状线之间的距离与第九带状线与第十二带状线之间的距离相等。其中，50欧姆阻抗第一输入端口与第一输入电感一端连接，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的另一端连接，第四级级并联谐振单元的第二层的第十一带状线与第一输出电感一端连接，第一输出电感的另一端与50欧姆阻抗第一输出端口连接，第一Z形级间耦合带状线位于并联谐振单元的下方，第二Z形级间耦合带状线位于并联谐振单元的上方。每层带状线接地端相同，一端接地，另一端开路，第二层与第一、三层接地端相反，第一Z形级间耦合带状线两端均接地，第二Z形级间耦合带状线两端均接地。第二微波滤波器包括50欧姆阻抗第二输入端口、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、第二输出电感、第三Z形级间耦合带状线、50欧姆阻抗第二输出端口和接地端。各级并联谐振单元依次从一边到另一边以一定的间距排列组成，各级并联谐振单元均由两层平行带状线组成，各级谐振单元上下层间距相等，第一层由第十三带状线、第十五带状线、第十七带状线、第十九带状线依次从一边到另一边以一定的间距排列组成，第十三带状线与第十五带状线之间的距离与第十七带状线与第十九带状线之间的距离相等。第二层由第十四带状线、第十六带状线、第十八带状线、第二十带状线依次从一边到另一边以一定的间距排列组成，第十四带状线与第十六带状线之间的距离与第十八带状线与第二十带状线之间的距离相等。其中，50欧姆阻抗的第二输入端口与第二输入电感的一端连接，第二输入电感的另一端与第十四带状线连接，第二十带状线与第二输出电感的一端连接，50欧姆阻抗的第二输出端口与第二输出电感的另一端连接，第三Z形级间耦合带状线位于并联谐振单元的下方。每层带状线接地端相同，一端接地，另一端开路，第二层与第一层接地端相反，第三Z形级间耦合带状线两端均接地。LTCC是本专利技术所采用的加工工艺，它所具备的一致性好、精度高、体积小、成本低、可靠性高、温度稳定性好、电性能高等优点是其他加工工艺所不具备的。本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：本专利技术具有体积小、耐高温、低成本、高品质、稳定性好、可靠性高、材料一致性好、成品率高、环保性好等优点，可广泛应用于微波频段的移动通信、北斗导航系统等卫星通信，对电性能、材料一致性、热机械性、温度稳定性、工艺性及抗干扰性等高要求的系统与设备。附图说明图 1（a）是本专利技术一种LS波段与C波段双频双工滤波器的外形结构示意图；图1（b）是本专利技术一种LS波段与C波段双频双工滤波器的第一微波滤波器内部结构示意图；图1（c）是本专利技术一种LS波段与C波段双频双工滤波器的第二微波滤波器内部结构示意图。图2是本专利技术一种LS波段与C波段双频双工滤波器的第一输出端口与第二输出端口的幅频特性曲线。图3是本专利技术一种LS波段与C波段双频双工滤波器的输入端口的回波损耗曲线。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），本专利技术一种LS波段与C波段双频双工滤波器，该双工滤波器的第一微波滤波器（F1）包括50欧姆阻抗第一输入端口（P1）、第一输入电感（Lin1）、第一级并联谐振单元（L11、L21、L31）、第二级并联谐振单元（L12、L22、L32）、第三级并联谐振单元（L13、L23、L33）、第四级并联谐振单元（L14、L24、L34）、第一输出电感（Lout1）、50欧姆阻抗第一输出端口（P2）、第一Z形级间耦合带状线（Z1）、第二Z形级间耦合带状线（Z2）与接地端。各级并联谐振单元依次从一边到另一边以一定的间距排列组成，各级并联谐振单元均由三层平行带状线组成，各级谐振单元上下层间距相等，第一层由第一带状线（L11本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LS波段与C波段双频双工滤波器，其特征在于：由第一微波滤波器（F1）、第二微波滤波器（F2）、电感、电容组成，电感与第一微波滤波器（F1）的第一输入端口（P1）连接，电容与第二微波滤波器（F2）的第二输入端口（P3）连接；第一微波滤波器（F1）包括50欧姆阻抗第一输入端口（P1）、第一输入电感（Lin1）、第一级并联谐振单元（L11、L21、L31）、第二级并联谐振单元（L12、L22、L32）、第三级并联谐振单元（L13、L23、L33）、第四级并联谐振单元（L14、L24、L34）、第一输出电感（Lout1）、50欧姆阻抗第一输出端口（P2）、第一Z形级间耦合带状线（Z1）、第二Z形级间耦合带状线（Z2）与接地端；各级并联谐振单元依次从一边到另一边以一定的间距排列组成，各级并联谐振单元均由三层平行带状线组成，各级谐振单元上下层间距相等，第一层由第一带状线（L11）、第四带状线（L12）、第七带状线（L13）、第十带状线（L14）依次从一边到另一边以一定的间距排列组成，第一带状线（L11）、第四带状线（L12）之间的距离与第七带状线（L13）、第十带状线（L14）之间的距离相等；第二层由第二带状线（L21）、第五带状线（L22）、第八带状线（L23）、第十一带状线（L24）依次从一边到另一边以一定的间距排列组成，第二带状线（L21）、第五带状线（L22）之间的距离与第八带状线（L23）、第十一带状线（L24）之间的距离相等；第三层由第三带状线（L31）、第六带状线（L32）、第九带状线（L33）、第十二带状线（L34）依次从一边到另一边以一定的间距排列组成，第三带状线（L31）、第六带状线（L32）之间的距离与第九带状线（L33）、第十二带状线（L34）之间的距离相等；其中，50欧姆阻抗第一输入端口（P1）与第一输入电感（Lin1）一端连接，第一级并联谐振单元（L11、L21、L31）的第二层的第二带状线（L21）与第一输入电感（Lin1）另一端连接，第四级级并联谐振单元（L14、L24、L34）的第二层的第十一带状线（L24）与第一输出电感（Lout1）一端连接，第一输出电感（Lout1）的另一端与50欧姆阻抗第一输出端口（P2）连接，第一Z形级间耦合带状线（Z1）位于并联谐振单元的下方，第二Z形级间耦合带状线（Z2）位于并联谐振单元的上方；每层带状线接地端相同，一端接地，另一端开路，第二层与第一、三层接地端相反，第一Z形级间耦合带状线（Z1）两端均接地，第二Z形级间耦合带状线（Z2）两端均接地；输入信号经过电感传输到第一输入端口（P1），经由第一输入电感（Lin1）传输到第二带状线（L21），经过第一级并联谐振单元（L11、L21、L31）、第二级并联谐振单元（L12、L22、L32）、第三级并联谐振单元（L13、L23、L33）、第四级并联谐振单元（L14、L24、L34）、第一Z形级间耦合带状线（Z1）、第二Z形级间耦合带状线（Z2）的电磁耦合，传输到第十一带状线（L24），经由第一输出电感（Lout1），在第一输出端口（P2）输出；第二微波滤波器（F2）包括50欧姆阻抗第二输入端口（P3）、第二输入电感（Lin2）、第一级并联谐振单元（L41、L51）、第二级并联谐振单元（L42、L52）、第三级并联谐振单元（L43、L53）、第四级并联谐振单元（L44、L54）、第二输出电感（Lout2）、第三Z形级间耦合带状线（Z3）、50欧姆阻抗第二输出端口（P4）和接地端；各级并联谐振单元依次从一边到另一边以一定的间距排列组成，各级并联谐振单元均由两层平行带状线组成，各级谐振单元上下层间距相等，第一层由第十三带状线（L41）、第十五带状线（L42）、第十七带状线（L43）、第十九带状线（L44）依次从一边到另一边以一定的间距排列组成，第十三带状线（L41）与第十五带状线（L42）之间的距离与第十七带状线（L43）与第十九带状线（L44）之间的距离相等；第二层由第十四带状线（L51）、第十六带状线（L52）、第十八带状线（L53）、第二十带状线（L54）依次从一边到另一边以一定的间距排列组成，第十四带状线（L51）与第十六带状线（L52）之间的距离与第十八带状线（L53）与第二十带状线（L54）之间的距离相等；其中，50欧姆阻抗的第二输入端口（P3）与第二输入电感（Lin2）的一端连接，第二输入电感（Lin2）的另一端与第十四带状线（L51）连接，第二十带状线（L54）与第二输出电感（Lout2）的一端连接，50欧姆阻抗的第二输出端口（P4）与第二输出电感（Lout2）的另一端连接，第三Z形级间耦合带状线（Z3）位于并联谐振单元的下方；每层带状线接地端相同，一端接地，另一端开路，第二层与第一层接地端相反，第三Z形级间耦合...

【技术特征摘要】
1.一种LS波段与C波段双频双工滤波器，其特征在于：由第一微波滤波器（F1）、第二微波滤波器（F2）、电感、电容组成，电感与第一微波滤波器（F1）的第一输入端口（P1）连接，电容与第二微波滤波器（F2）的第二输入端口（P3）连接；第一微波滤波器（F1）包括50欧姆阻抗第一输入端口（P1）、第一输入电感（Lin1）、第一级并联谐振单元（L11、L21、L31）、第二级并联谐振单元（L12、L22、L32）、第三级并联谐振单元（L13、L23、L33）、第四级并联谐振单元（L14、L24、L34）、第一输出电感（Lout1）、50欧姆阻抗第一输出端口（P2）、第一Z形级间耦合带状线（Z1）、第二Z形级间耦合带状线（Z2）与接地端；各级并联谐振单元依次从一边到另一边以一定的间距排列组成，各级并联谐振单元均由三层平行带状线组成，各级谐振单元上下层间距相等，第一层由第一带状线（L11）、第四带状线（L12）、第七带状线（L13）、第十带状线（L14）依次从一边到另一边以一定的间距排列组成，第一带状线（L11）、第四带状线（L12）之间的距离与第七带状线（L13）、第十带状线（L14）之间的距离相等；第二层由第二带状线（L21）、第五带状线（L22）、第八带状线（L23）、第十一带状线（L24）依次从一边到另一边以一定的间距排列组成，第二带状线（L21）、第五带状线（L22）之间的距离与第八带状线（L23）、第十一带状线（L24）之间的距离相等；第三层由第三带状线（L31）、第六带状线（L32）、第九带状线（L33）、第十二带状线（L34）依次从一边到另一边以一定的间距排列组成，第三带状线（L31）、第六带状线（L32）之间的距离与第九带状线（L33）、第十二带状线（L34）之间的距离相等；其中，50欧姆阻抗第一输入端口（P1）与第一输入电感（Lin1）一端连接，第一级并联谐振单元（L11、L21、L31）的第二层的第二带状线（L21）与第一输入电感（Lin1）另一端连接，第四级级并联谐振单元（L14、L24、L34）的第二层的第十一带状线（L24）与第一输出电感（Lout1）一端连接，第一输出电感（Lout1）的另一端与50欧姆阻抗第一输出端口（P2）连接，第一Z形级间耦合带状线（Z1）位于并联谐振单元的下方，第二Z形级间耦合带状线（Z2）位于并联谐振单元的上方；每层带状线接地端相同，一端接地，另一端开路，第二层与第一、三层接地端相反，第一Z形级间耦合带状线（Z1）两端均接地，第二Z形级间耦合带状线（Z2）两端均接地；输入信号经过电感传输到第一输入端口（P1），经由第一输入电感（Lin1）传输到第二带状线（L21），经过第一级并联谐振单元（L11、L21、L31）、第二级并联谐振单元（L12、L22、L32）、第三级并联谐振单元（L13、L23、L33）、第四级并联谐振单元（L14、L24、L34）、第一Z形级间耦合带状线（Z1）、第...

【专利技术属性】
技术研发人员：李博文，刘毅，戴永胜，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32