一种L波段微型有源微波可变倒相平衡功分滤波器制造技术

本发明专利技术涉及一种L波段微型有源微波可变倒相平衡功分滤波器，包括单刀双掷开关芯片WKD102010040、低噪声放大器芯片WFD007016—L15、功分器和平衡滤波器。功分器由特定的紧凑结构和三维立体集成结构构成，平衡滤波器包括表面贴装的输入/输出端口、以带状线结构实现的四级并联谐振单元，上述结构均采用多层低温共烧陶瓷工艺技术实现。本发明专利技术具有可变、可倒相、易调试、重量轻、体积小、可靠性高、电性能好、温度稳定性好、电性能批量一致性好、成本低、可大批量生产等优点，适用于相应微波频段的通信、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滤波器，特别是一种L波段微型有源微波可变倒相平衡功分滤波器。
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，对微波滤波器的性能、尺寸、可靠性和成本均提出了更高的要求。描述这种部件性能的主要指标有：通带工作频率范围、阻带频率范围、通带插入损耗、阻带衰减、通带输入/输出电压驻波比、插入相移和时延频率特性、温度稳定性、体积、重量、可靠性等。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—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。因此将功分器与滤波器相连，可以扩大滤波器的使用范围。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，可以实现微型有源微波可变倒相平衡功滤波器。但是现有技术中尚无一种L波段微型有源微波可变倒相平衡功分滤波器。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种由带状线结构和功分器实现体积小、重量轻、可靠性高、电性能优异、使用方便、适用范围广、成品率高、批量一致性好、造价低、温度性能稳定的L波段微型有源微波可变倒相平衡功分滤波器。实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种L波段微型有源微波可变倒相平衡功分滤波器，包括单刀双掷开关芯片WKD102010040、平衡滤波器、低噪声放大器芯片WFD007016—L15、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、第一输出电感、Z形级间耦合带状线、表面贴装的50欧姆阻抗第一输出端口和接地端。各级并联谐振单元均由三层带状线组成，第二层带状线位于第三层带状线正上方，第一层带状线位于第二层带状线正上方，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并联而成，其中，第一输入电感左端与表面贴装的50欧姆阻抗第一输入端口连接，右端与第一级并联谐振单元的第二层的第二带状线连接，第二输入电感左端与表面贴装的50欧姆阻抗第二输入端口连接，右端与第一级并联谐振单元的第一层的第一带状线连接，第一输出电感左端与第四级并联谐振单元的第二层的第十一带状线连接，右端与表面贴装的50欧姆阻抗第一输出端口连接，Z形级间耦合带状线位于并联谐振单元的下面。四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。功分器包括表面贴装的50欧姆阻抗第三输入端口、第三输入电感、第一螺旋电感、第二螺旋电感、接地电容、并联电容、吸收电阻、第二输出电感、第三输出电感、表面贴装的50欧姆阻抗第二输出端口、表面贴装的50欧姆阻抗第三输出端口和接地端；其中，第一螺旋电感为五层，从上往下依次为第一、二、三、四、五层，第二螺旋电感为四层，从上往下依次为第一、二、三、四层，第三输入端口与第三输入电感一端连接，接地电容上极板、第一螺旋电感第五层、第二螺旋电感第四层均与第三输入电感另一端连接，接地电容位于第一螺旋电感和第二螺旋电感的下方，吸收电阻一端与第一螺旋电感第三层连接，另一端与第二螺旋电感第二层连接，并联电容位于吸收电阻的正上方，并联电容上极板与第一螺旋电感第一层连接，下极板与第二螺旋电感第一层连接，第一螺旋电感第三层与第二输出电感一端连接，第二螺旋电感第二层与第三输出电感一端连接，第二输出电感另一端与表面贴装的50欧姆阻抗第二输出端口连接，第三输出电感另一端与表面贴装的50欧姆阻抗第三输出端口连接。平衡滤波器的第一输出端口与功分器的第三输入端口连接，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连接，RFOut2与表面贴装的50欧姆阻抗第二输入端口连接，低噪声放大器芯片WFD007016—L15的In与表面贴装的50欧姆阻抗第一输出端口连接，Out与表面贴装的50欧姆阻抗第三输入端口连接。本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：(1)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，因此带内平坦；(2)可变且可倒相；(3)可产生功率、形状相同的信号波形；(4)体积小、重量轻、可靠性高；(5)电性能优异；(6)电路实现结构简单，可实现大批量生产；(7)成本低。附图说明图1(a)是本专利技术一种L波段微型有源微波可变倒相平衡功分滤波器的外形及内部结构示意图。图1(b)是本专利技术一种L波段微型有源微波可变倒相平衡功分滤波器中平衡滤波器的外形及内部结构示意图。图1(c)是本专利技术一种L波段微型有源微波可变倒相平衡功分滤波器中功分器的外形及内部结构示意图。图2是本专利技术一种L波段微型有源微波可变倒相平衡功分滤波器输出端口(P5、P6)的幅频特性曲线。图3是本专利技术一种L波段微型有源微波可变倒相平衡功分滤波器输入端口P1与输入端口P2的相位差曲线。图4是本专利技术一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种L波段微型有源微波可变倒相平衡功分滤波器，其特征在于，包括单刀双掷开关芯片WKD102010040、平衡滤波器、低噪声放大器芯片WFD007016—L15和功分器，所述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、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(Lout1)、Z形级间耦合带状线(Z)、表面贴装的50欧姆阻抗第一输出端口(P3)和接地端，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(L11)、第二层的第二带状线(L21)、第三层的第三带状线(L31)并联而成，第二级并联谐振单元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)并联而成，第三级并联谐振单元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)并联而成，第四级并联谐振单元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)并联而成，其中，第一输入电感(Lin1)左端与表面贴装的50欧姆阻抗第一输入端口(P1)连接，右端与第一级并联谐振单元的第二层的第二带状线(L21)连接，第二输入电感(Lin2)左端与表面贴装的50欧姆阻抗第二输入端口(P2)连接，右端与第一级并联谐振单元的第一层的第一带状线(L11)连接，第一输出电感(Lout1)左端与第四级并联谐振单元的第二层的第十一带状线(L24)连接，右端与表面贴装的50欧姆阻抗第一输出端口(P3)连接，Z形级间耦合带状线(Z)位于并联谐振单元的下面；四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；功分器包括表面贴装的50欧姆阻抗第三输入端口(P4)、第三输入电感(Lin3)、第一螺旋电感(L1)、第二螺旋电感(L2)、接地电容(C1)、并联电容(C2)、吸收电阻(R)、第二输出电感(Lout2)、第三输出电感(Lout3)、表面贴装的50欧姆阻抗第二输出端口(P5)、表面贴装的50欧姆阻抗第三输出端口(P6)和接地端；其中，第一螺旋电感(L1)为五层，从上往下依次为第一、二、三、四、五层，第二螺旋电感(L2)为四层，从上往下依次为第一、二、三、四层，第三输入端口(P4)与第三输入电感(Lin3)一端连接，接地电容(C1)上极板、第一螺旋电感(L1)第五层、第二螺旋电感(L2)第四层均与第三输入电感(Lin3)另一端连接，接地电容(C1)位于第一螺旋电感(L1)和第二螺旋电感(L2)的下方，吸收电阻(R)一端与第一螺旋电感(L1)第三层连接，另一端与第二螺旋电感(L2)第二层连接，并联电容(C2)位于吸收电阻(R)的正上方，并联电容(C2)上极板与第一螺旋电感(L1)第一层连接，下极板与第二螺旋电感(L2)第一层连接，第一螺旋电感(L1)第三层与第二输出电感(Lout2)一端连接，第二螺旋电感(L2)第二层与第三输出电感(Lout3)一端连接，第二输出电感(Lout2)另一端与表面贴装的50欧姆阻抗第二输出端口(P5)连接，第三输出电感(Lout3)另一端与表面贴装的50欧姆阻抗第三输出端口(P6)连接；平衡滤波器的第一输出端口(P3)与功分器的第三输入端口(P4)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，RFOut2与表面贴装的50欧姆阻抗第二输入端口(P2)连接，低噪声放大器芯片WFD007016—L15的In与表面贴装的50欧姆阻抗第一输出端口(P3)连接，Out与表面贴装的50欧姆阻抗第三输入端口(P4)连接。...

【技术特征摘要】
1.一种L波段微型有源微波可变倒相平衡功分滤波器，其特征在于，包括
单刀双掷开关芯片WKD102010040、平衡滤波器、低噪声放大器芯片WFD007016
—L15和功分器，所述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、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(Lout1)、Z形级间耦合带状线(Z)、
表面贴装的50欧姆阻抗第一输出端口(P3)和接地端，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(L11)、第
二层的第二带状线(L21)、第三层的第三带状线(L31)并联而成，第二级并联
谐振单元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)并联而成，第三级并联谐振单元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)并联而成，
第四级并联谐振单元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)并联而成，其中，第一输入电感(Lin1)
左端与表面贴装的50欧姆阻抗第一输入端口(P1)连接，右端与第一级并联谐
振单元的第二层的第二带状线(L21)连接，第二输入电感(Lin2)左端与表面
贴装的50欧姆阻抗第二输入端口(P2)连接，右端与第一级并联谐振单元的第
一层的第一带状线(L11)连接，第一输出电感(Lout1)左端与第四级并联谐振
单元的第二层的第十一带状线(L24)连接，右端与表面贴装的50欧姆阻抗第
一输出端口(P3)连接，Z形级间耦合带状线(Z)位于并联谐振单元的下面；
四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；
功分器包括表面贴装的50欧姆阻抗第三输入端口(P4)、第三输入电感
(Lin3)、第一螺旋电感(L1)、第二螺旋电感(L2)、接地电容(C1)、并联电
容(C2)、吸收电阻(R)、第二输出电感(Lout2)、第三输出电感(Lout3)、表
面贴装的50欧姆阻抗第二输出端口(P5)、表面贴装的50欧姆阻抗第三输出端

\t口(P6)和接地端；其中，第一螺旋电感(L1)为五层，从上往下依次为第一、
二、三、四、五层，第二螺旋电感(L2)为四层，从上往下依次为第一、二...

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