一种小型化电感耦合型可调带通滤波器及其制备方法技术

技术编号:21633912 阅读:14 留言:0更新日期:2019-07-17 12:44
本发明专利技术公开了一种小型化电感耦合型可调带通滤波器,属于滤波器技术领域。结构主要包括壳体、输入极、输出极、接地极、三层接地板以及接地板不同层之间的电感和壳体表面的电容,采用低温共烧陶瓷技术,将接地板和电感烧结于陶瓷基板中,电容贴装于壳体上表面。本发明专利技术结构简单,成本低,使用低温共烧陶瓷技术制备,体积小,批量一致性好;同时三层接地板将不同电感、电容分隔开,避免不必要耦合带来的寄生和谐振,提高滤波精确度和品质因数。

A Miniaturized Inductively Coupled Tunable Bandpass Filter and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种小型化电感耦合型可调带通滤波器及其制备方法
本专利技术属于滤波器
,具体涉及一种小型化电感耦合型可调带通滤波器。
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。通信对抗系统需要在复杂的信息环境下实现对信号的处理,需要滤波器实现信号的选择。滤波器主要应用于分离信号、抑制干扰,这是滤波器最广泛和最基本的应用。在这种应用中,电调滤波器可使所需要频率的信号顺利通过,对不需要的频率产生抑制。当前的通信系统随着实际的需要,要求滤波器低插损、低带内波动、高信号选择性,同时体积尽可能小,以满足灵敏度和动态范围的要求。电调滤波器具有体积小、工作频带宽的优点,可很好地抑制二阶组合信号,有着广阔的应用前景。带通滤波器在超短波频段下工作需要大电容和大电感构成谐振器。为了满足器件的小型化要求,最初的方法是采用高介电常数,高品质因数,低损耗的介质材料,减小谐振器的尺寸,进而减小器件的体积。但是传统的工艺技术成本较高,制作工艺复杂,批量一致性差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于:提供了一种小型化电感耦合型可调带通滤波器,解决了小型化情况下传统工艺不技术成本较高,制作工艺复杂,批量一致性差的问题。本专利技术采用的技术方案如下:一种小型化电感耦合型可调带通滤波器,包括:壳体、位于壳体两端的输入极和输出极、位于壳体两侧的接地极以及位于壳体内部的三层接地板;壳体两侧的接地极之间设有接触桥,所述三层接地板均与接地极接触;第一层接地板与第二层接地板之间设有电感La、电感Lb和电感Ld,第二层接地板与第三层接地板之间设有电感Lc和电感Le,靠近第三层接地板的壳体外壁表面设有第一焊接盘和第二焊接盘;输入极、电感La、电感Lb、电感Ld、输出极依次串联;电感La与电感Lb的连接点、电感Lc的一端、第一焊接盘的一端之间设有第一导电柱,电感Lb与电感Ld的连接点、电感Le的一端、第二焊接盘的一端之间设有第二导电柱;电感Lc的另一端与电感Le的另一端分别与接地极接触连接,第一焊接盘的另一端连接电容Ca后连接接地极,第二焊接盘的另一端连接电容Cb后连接接地极;所述第二层接地板、第三层接地板上均设有用于导电柱通过的让位孔。进一步地,所述电感La、电感Lb、电感Lc、电感Ld和电感Le均为螺旋电感,螺旋电感的每一层都是由金属导带绕制成的矩形或3/4矩形,电容Ca和电容Cb均为可调电容;所述电感La和电感Ld结构一致,电感Lc和电感Le关于Z轴完全对称,相互耦合。进一步地,所述壳体为低温共烧陶瓷制成,电感和接地板烧结于陶瓷基板中;包括壳体、第一焊接盘、第二焊接盘、电容Ca和电容Cb在内的元件均采用FV1206封装,接地极、输入极和输出极露在外面。进一步地,所述壳体为长方体造型,第一层接地板、第二层接地板和第三层接地板均与壳体底面平行;所述输入极和输出极均为50Ω阻抗的端口。一种小型化电感耦合型可调带通滤波器的制备方法,滤波器制备步骤如下:配料:选择陶瓷原料配方配置陶瓷材料;流延:将配制好的陶瓷材料制成流延浆料,流延出陶瓷基板;打孔和填孔:对部分陶瓷基板进行打孔,获得导电柱让位孔和电感连接孔,再用金属浆料进行填孔;导体印刷:用填孔后的陶瓷基板进行导体印刷,制备用于形成螺旋电感的金属导带,同一螺旋电感不同陶瓷基板层之间通过填孔后的电感连接孔连接;用带有导电柱让位孔的陶瓷基板进行导体印刷,形成不与导电柱接触的接地板金属层;叠片:将印制好导体的陶瓷基板和未印制导体的陶瓷基板按照设计结构进行叠片,形成分层排布的螺旋电感和接地板;等静压:将完成叠片的模块放在水中进行等静压,以便将不同层生瓷基板紧紧地压制成型以形成完整的滤波器器件;排胶和烧结:将等静压后的模块放在烧结炉中进行排胶和烧结;表层元器件的连接:将电容在表层与排胶烧结后的模块进行连接,制得低温共烧陶瓷的可调带通滤波器。进一步地,所述金属浆料和金属导带的原料均为银浆料,印制的导体厚度为10±1微米。进一步地,所述排胶和烧结步骤中,烧结炉中进行排胶和烧结时,烧结炉温度为50℃。综上所述,由于采用了上述技术方案,本专利技术的有益效果是:1.本专利技术采用低温共烧陶瓷,各元器件烧结于陶瓷基板上,由于低温共烧陶瓷技术可以制作层数很高的电路基板,并可将多个无源元件埋入其中,有利于提高电路的组装密度,减小器件体积和重量。2.本专利技术结构简单,采用低温共烧陶瓷技术,制作工艺简单,批量一致性好,成本较低。3.本专利技术陶瓷壳体内部设置三层接地板,将电感元件和电容元件分层放置,避免了不同层的电感与其它层的电感、电感与电容的耦合干扰,减少了元器件之间不必要耦合带来的寄生和谐振,在减小器件体积的同时保证了滤波器的精确度。4.陶瓷材料具有优良的高频、高速传输以及宽通带的特性。根据配料的不同,陶瓷材料的介电常数可以在很大范围内变动,配合使用高电导率的金属材料作为导体材料,有利于提高电路系统的品质因数。5.低温共烧陶瓷在900℃左右温度下烧结而成,可以适应大电流及耐高温特性要求,并具备比普通PCB电路基板更优良的热传导性,极大地优化了电子设备的散热设计,可靠性高,可应用于恶劣环境,延长了其使用寿命。6.本专利技术采用FV1206封装,保证器件体积小的情况下便于集成到系统当中,方便焊接。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图,其中:图1是本专利技术整体斜视结构图;图2是本专利技术电感、电容及导电柱斜视结构图;图3是本专利技术电感电容及导电柱正视结构图;图4是本专利技术电感与接地极斜视结构图;图5为本专利技术电容与接地极斜视结构图;图6为本专利技术接地板与接地极斜视结构图;图7为本专利技术电感、导电柱、接地板及输入极、输出极正视结构图;图8为本专利技术滤波器等效电路原理图;图9为本专利技术滤波器制备流程图;图10为本专利技术一种仿真结果图;图中标记:1-电感La,2-电感Lb,3-电感Lc,4-电感Ld,5-电感Le,6-第一焊接盘,7-第二焊接盘,8-第一导电柱,9-第二导电柱,10-接地极,11-接触桥,12-电容Ca,13-第一层接地板,14-第二层接地板,15-第三层接地板,16-让位孔,17-输入极,18-输出极,19-壳体,20-电容Cb,21-电感连接孔。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术,并不用于限定本专利技术,即所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围,而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是,术语“第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种小型化电感耦合型可调带通滤波器,其特征在于,包括:壳体(19)、位于壳体(19)两端的输入极(17)和输出极(18)、位于壳体(19)两侧的接地极(10)以及位于壳体(19)内部的三层接地板;壳体(19)两侧的接地极(10)之间设有接触桥(11),所述三层接地板均与接地极(10)接触;第一层接地板(13)与第二层接地板(14)之间设有电感La(1)、电感Lb(2)和电感Ld(4),第二层接地板(14)与第三层接地板(15)之间设有电感Lc(3)和电感Le(5),靠近第三层接地板(15)的壳体(19)外壁表面设有第一焊接盘(6)和第二焊接盘(7);输入极(17)、电感La(1)、电感Lb(2)、电感Ld(4)、输出极(18)依次串联;电感La(1)与电感Lb(2)的连接点、电感Lc(3)的一端、第一焊接盘(6)的一端之间设有第一导电柱(8),电感Lb(2)与电感Ld(4)的连接点、电感Le(5)的一端、第二焊接盘(7)的一端之间设有第二导电柱(9);电感Lc(3)的另一端与电感Le(5)的另一端分别与接地极(10)接触连接,第一焊接盘(6)的另一端连接电容Ca(12)后连接接地极(10),第二焊接盘(7)的另一端连接电容Cb(20)后连接接地极(10);所述第二层接地板(14)、第三层接地板(15)上均设有用于导电柱通过的让位孔(16)。...

【技术特征摘要】
1.一种小型化电感耦合型可调带通滤波器,其特征在于,包括:壳体(19)、位于壳体(19)两端的输入极(17)和输出极(18)、位于壳体(19)两侧的接地极(10)以及位于壳体(19)内部的三层接地板;壳体(19)两侧的接地极(10)之间设有接触桥(11),所述三层接地板均与接地极(10)接触;第一层接地板(13)与第二层接地板(14)之间设有电感La(1)、电感Lb(2)和电感Ld(4),第二层接地板(14)与第三层接地板(15)之间设有电感Lc(3)和电感Le(5),靠近第三层接地板(15)的壳体(19)外壁表面设有第一焊接盘(6)和第二焊接盘(7);输入极(17)、电感La(1)、电感Lb(2)、电感Ld(4)、输出极(18)依次串联;电感La(1)与电感Lb(2)的连接点、电感Lc(3)的一端、第一焊接盘(6)的一端之间设有第一导电柱(8),电感Lb(2)与电感Ld(4)的连接点、电感Le(5)的一端、第二焊接盘(7)的一端之间设有第二导电柱(9);电感Lc(3)的另一端与电感Le(5)的另一端分别与接地极(10)接触连接,第一焊接盘(6)的另一端连接电容Ca(12)后连接接地极(10),第二焊接盘(7)的另一端连接电容Cb(20)后连接接地极(10);所述第二层接地板(14)、第三层接地板(15)上均设有用于导电柱通过的让位孔(16)。2.根据权利要求1所述的一种小型化电感耦合型可调带通滤波器,其特征在于:所述电感La(1)、电感Lb(2)、电感Lc(3)、电感Ld(4)和电感Le(5)均为螺旋电感,螺旋电感的每一层都是由金属导带绕制成的矩形或3/4矩形,电容Ca(12)和电容Cb(20)均为可调电容;所述电感La(1)和电感Ld(4)结构一致,电感Lc(3)和电感Le(5)关于Z轴完全对称,相互耦合。3.根据权利要求1所述的一种小型化电感耦合型可调带通滤波器,其特征在于:所述壳体(19)...

【专利技术属性】
技术研发人员:石玉徐瑞豪徐自强尉旭波钟慧武凯璇毛云山钟声越刘文斌
申请(专利权)人:电子科技大学
类型:发明
国别省市:四川,51

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