开关可控混频微波滤波器组制造技术

本发明专利技术公开了一种开关可控混频微波滤波器组，包括三种不同频段的微波滤波器组与单刀三掷开关芯片WKD102000100。其功能主要由带状线结构的微波滤波器组实现。微波滤波器组结构采用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】

本专利技术涉及微波滤波器组，具体是一种开关可控混频微波滤波器组。技术背景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。特别是频率合成器、发射机、接收机等要求选频信号频谱纯度高、快速跟踪频率变化、频带宽等性能的选频网络，需要开关切换到所需的波段，满足宽带通信要求的选择性滤波器。这种选择性带通滤波器组的主要指标有：通带插入损耗、通带回波损耗、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。带通滤波器允许一定频段的信号通过，抑制低于或高于该频段的信号、干扰和噪声。本设计可以解决开关转换时间慢、隔离度低、阻带衰减小等常用开关滤波器的缺陷。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，可以实现混频微波滤波器组。
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、环保性好的开关可控混频微波滤波器组。实现本专利技术目的的技术方案是：一种开关可控混频微波滤波器组，其具体结构包括：第一微波滤波器、第二微波滤波器、第三微波滤波器与单刀三掷开关芯片WKD102000100组成，单刀三掷开关芯片WKD102000100的RFOut1与50欧姆阻抗第一输入端口连接，RFOut2与50欧姆阻抗第二输入端口连接，RFOut3与50欧姆阻抗第三输入端口连接。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、第一Z形级间耦合带状线、第一耦合带状线、第二耦合带状线、50欧姆阻抗第一输出端口和接地端。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，第一层由第一带状线、第三带状线、第五带状线、第七带状线依次从一边到另一边以一定的间距排列组成，第一带状线与第三带状线之间的距离与第五带状线与第七带状线之间的距离相等。第二层由第二带状线、第四带状线、第六带状线、第八带状线依次从一边到另一边以一定的间距排列组成，第二带状线与第四带状线之间的距离与第六带状线与第八带状线之间的距离相等。其中，50欧姆阻抗的第一输入端口与第一输入电感的一端连接，第一输入电感的另一端与第二带状线连接，第一输出电感的一端与第八带状线连接，第一输出电感的另一端与50欧姆阻抗的第一输出端口连接，第一Z形级间耦合带状线位于并联谐振单元的下方，第一耦合带状线与第二耦合带状线均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，第一耦合带状线，一端开路，一端接地，第二耦合带状线，一端开路，一端接地，第一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、第五级并联谐振单元、第二输出电感、第二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，第一层由第九带状线、第十一带状线、第十三带状线、第十五带状线、第十七带状线依次从一边到另一边以一定的间距排列组成，第九带状线与第十一带状线之间的距离与第十五带状线与第十七带状线之间的距离相等，第十一带状线与第十三带状线之间的距离与第十三带状线与第十五带状线之间的距离相等。第二层由第十带状线、第十二带状线、第十四带状线、第十六带状线、第十八带状线依次从一边到另一边以一定的间距排列组成，第十带状线与第十二带状线之间的距离与第十六带状线与第十八带状线之间的距离相等，第十二带状线与第十四带状线之间的距离与第十四带状线与第十六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带状线连接，第十八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，第二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，第二Z形级间耦合带状线两端均接地。第三微波滤波器包括50欧姆阻抗第三输入端口、第三输入电感、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、第三输出电感、第三Z形级间耦合带状线、50欧姆阻抗第三输出端口和接地端。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，第一层由第十九带状线、第二十一带状线、第二十三带状线、第二十五带状线、第二十七带状线依次从一边到另一边以一定的间距排列组成，第十九带状线与第二十一带状线之间的距离与第二十五带状线与第二十七带状线之间的距离相等，第二十一带状线与第二十三带状线之间的距离与第二十三带状线与第二十五带状线之间的距离相等。第二层由第二十带状线、第二十二带状线、第二十四带状线、第二十六带状线、第二十八带状线依次从一边到另一边以一定的间距排列组成，第二十带状线与第二十二带状线之间的距离与第二十六带状线与第二十八带状线之间的距离相等，第二十二带状线与第二十四带状线之间的距离与第二十四带状线与第二十六带状线之间的距离相等。其中，50欧姆阻抗的第三输入端口与第三输入电感的一端连接，第三输入电感的另一端与第二十带状线连接，第二十八带状线与第三输出电感的一端连接，50欧姆阻抗的第三输出端口与第三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、体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关可控混频微波滤波器组，其特征在于：包括第一微波滤波器（F1）、第二微波滤波器（F2）、第三微波滤波器（F3）与单刀三掷开关芯片WKD102000100，单刀三掷开关芯片WKD102000100的RFOut1与50欧姆阻抗第一输入端口（P1）连接，RFOut2与50欧姆阻抗第二输入端口（P3）连接，RFOut3与50欧姆阻抗第三输入端口（P5）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）、第二级并联谐振单元（L12、L22）、第三级并联谐振单元（L13、L23）、第四级并联谐振单元（L14、L24）、第一输出电感（Lout1）、第一Z形级间耦合带状线（Z1）、第一耦合带状线（ZF1）、第二耦合带状线（ZF2）、50欧姆阻抗第一输出端口（P2）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，第一层由第一带状线（L11）、第三带状线（L12）、第五带状线（L13）、第七带状线（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）与第三带状线（L12）之间的距离与第五带状线（L13）与第七带状线（L14）之间的距离相等；第二层由第二带状线（L21）、第四带状线（L22）、第六带状线（L23）、第八带状线（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）与第四带状线（L22）之间的距离与第六带状线（L23）与第八带状线（L24）之间的距离相等；其中，50欧姆阻抗的第一输入端口（P1）与第一输入电感（Lin1）的一端连接，第一输入电感（Lin1）的另一端与第二带状线（L21）连接，第一输出电感（Lout1）的一端与第八带状线（L24）连接，第一输出电感（Lout1）的另一端与50欧姆阻抗的第一输出端口（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，第一耦合带状线（ZF1）与第二耦合带状线（ZF2）均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，第一耦合带状线（ZF1），一端开路，一端接地，第二耦合带状线（ZF2），一端开路，一端接地，第一Z形级间耦合带状线（Z1）两端均接地；输入信号经过开关的RFout1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)、第二级并联谐振单元（L12、L22）、第三级并联谐振单元（L13、L23）、第四级并联谐振单元（L14、L24）、第一Z形级间耦合带状线（Z1）、第一耦合带状线（ZF1）、第二耦合带状线（ZF2）的电磁耦合，传输到第八带状线（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（L31、L41）、第二级并联谐振单元（L32、L42）、第三级并联谐振单元（L33、L43）、第四级并联谐振单元（L34、L44）、第五级并联谐振单元（L35、L45）、第二输出电感（Lout2）、第二Z形级间耦合带状线（Z2）、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，第一层由第九带状线（L31）、第十一带状线（L32）、第十三带状线（L33）、第十五带状线（L34）、第十七带状线（L35）依次从一边到另一边以一定的间距排列组成，第九带状线（L31）与第十一带状线（L32）之间的距离与第十五带状线（L34）与第十七带状线（L35）之间的距离相等，第十一带状线（L32）与第十三带状线（L33）之间的距离与第十三带状线（L33）与第十五带状线（L34）之间的距离相等；第二层由第十带状线（L41）、第十二带状线（L42）、第十四带状线（L43）、第十六带状线（L44）、第十八带状线（L45）依次从一边到另一边以一定的间距排列组成，第十带状线（L41）与第十二带状线（L42）之间的距离与第十六带状线（L44）与第十八带状线（L45）之间的距离相等，第十二带状线（L42）与第十四带状线（L43）之间的距离与第十四带状线（L43）与第十六带状线（L44）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）的另一端与第十带状线（L41）连接，第十八带状线（L45）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...

【技术特征摘要】
1.一种开关可控混频微波滤波器组，其特征在于：包括第一微波滤波器（F1）、第二微波滤波器（F2）、第三微波滤波器（F3）与单刀三掷开关芯片WKD102000100，单刀三掷开关芯片WKD102000100的RFOut1与50欧姆阻抗第一输入端口（P1）连接，RFOut2与50欧姆阻抗第二输入端口（P3）连接，RFOut3与50欧姆阻抗第三输入端口（P5）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）、第二级并联谐振单元（L12、L22）、第三级并联谐振单元（L13、L23）、第四级并联谐振单元（L14、L24）、第一输出电感（Lout1）、第一Z形级间耦合带状线（Z1）、第一耦合带状线（ZF1）、第二耦合带状线（ZF2）、50欧姆阻抗第一输出端口（P2）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，第一层由第一带状线（L11）、第三带状线（L12）、第五带状线（L13）、第七带状线（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）与第三带状线（L12）之间的距离与第五带状线（L13）与第七带状线（L14）之间的距离相等；第二层由第二带状线（L21）、第四带状线（L22）、第六带状线（L23）、第八带状线（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）与第四带状线（L22）之间的距离与第六带状线（L23）与第八带状线（L24）之间的距离相等；其中，50欧姆阻抗的第一输入端口（P1）与第一输入电感（Lin1）的一端连接，第一输入电感（Lin1）的另一端与第二带状线（L21）连接，第一输出电感（Lout1）的一端与第八带状线（L24）连接，第一输出电感（Lout1）的另一端与50欧姆阻抗的第一输出端口（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，第一耦合带状线（ZF1）与第二耦合带状线（ZF2）均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，第一耦合带状线（ZF1），一端开路，一端接地，第二耦合带状线（ZF2），一端开路，一端接地，第一Z形级间耦合带状线（Z1）两端均接地；输入信号经过开关的RFout1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)、第二级并联谐振单元（L12、L22）、第三级并联谐振单元（L13、L23）、第四级并联谐振单元（L14、L24）、第一Z形级间耦合带状线（Z1）、第一耦合带状线（ZF1）、第二耦合带状线（ZF2）的电磁耦合，传输到第八带状线（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（L31、L41）、第二级并联谐振单元（L32、L42）、第三级并联谐振单元（L33、L43）、第四级并联谐振单元（L34、L44）、第五级并联谐振单元（L35、L45）、第二输出电感（Lout2）、第二Z形级间耦合带状线（Z2）、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，第一层由第九带状线（L31）、第十一带状线（L32）、第十三带状线（L33）、第十五带状线（L34）、第十七带状线（L35）依次从一边到另一边以一定的间距排列组成，第九带状线（L31）与第十一带状线（L32）之间的距离与第十五带状线（L34）与第十七带状线（L35）之间的距离相等，第十一带状线（L32）与第十三带状线（L33）之间的距离与第十三带状线（L33）与第十五带状线（L34）之间的距离相等；第二层由第十带状线（L41）、第十二带状线（L42）、第十四带状线（L43）、第十六带状线（L44）、第十八带状线（L45）依次从一边到另一边以一定的间距排列组成，第十带状线（L41）与第十二带状线（L42）之间的距离与第十六带状线（L44）与第十八带状线（L45）之间的距离相等，第十二带状线（L42）与第十四带状线（L43）之间的距离与第十四带状线（L43）与第十六带状线（L44）之间的距离相等；其中，50欧姆阻抗的第二输入端口（P3...

【专利技术属性】
技术研发人员：李博文，乔冬春，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