一种交叉耦合带通滤波器制造技术

本发明专利技术涉及一种交叉耦合带通滤波器，其特征在于包括基体、第一谐振单元、第二谐振单元、第三谐振单元、交叉耦合线、输入端、输出端、金属孔柱、金属接地板；每个谐振单元包括多个长短不一的带状金属线。所述的第一谐振单元左侧与输入端连接，下端通过金属孔柱与金属接地板连接，第二谐振单元下端通过金属孔柱与金属接地板连接，第三谐振单元左侧与输出端连接，下端通过金属孔柱与金属接地板连接，信号从输入端输入，输出端输出，通过第一谐振单元、第二谐振单元、第三谐振单元和交叉耦合线间耦合，实现信号滤波。本发明专利技术具有损耗低，成本低，尺寸小，易于制作，便于集成等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及滤波器，尤其涉及一种交叉耦合带通滤波器。
技术介绍
随着无线通信系统的快速发展，滤波器在微波集成电路中扮演着至关重要的角色，它对信号具有频率选择性，在通信系统中通过或阻断、分开或合成某些频率的信号。作为射频发射和接收系统必不可少的一部分，滤波器在无线通信领域面临着巨大的机遇和挑战。在实际应用中，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。这就使微波滤波器的小型化和轻量化作为一个热点日益受到关注。微波滤波器在实现方式上有很多种，包括微带、同轴腔体、介质和波导等。其中，特别是微带滤波器，因其具有小型化、工艺简单、易于集成等优点，成为现今研究的主要方向之一。通常情况下，通带边界频率与通带衰减、阻带边界频率与阻带衰减这两项描述衰减特性的指标，是微带滤波器的主要技术指标，决定了其性能和种类(高通、低通、带通、带阻等)。对于无线通信以及卫星通信系统而言，要到多个相近的频段的带通滤波器，而滤波器之间会产生串扰，这就需要滤波器的阻带衰减非常好；与此同时，特别是一些尖端领域，系统对滤波器的尺寸和性能的要求也越来越高。为了在器件小型化的同时降低其损耗，获得更高的品质因数，需要寻求新的材料和技术。在众多的微波介质板材中，低温共烧陶瓷(LTCC)具有较多优势。LTCC技术是一种多层陶瓷上布线并进行共烧的技术，能够将无源元件埋置于基板内部，同时将有源器件帖装于基板表面，在设计上具有很大灵活性，真正实现了传统聚合物和传统陶瓷材料无法获得的三维结构。此外，由于介质材料具有较高的介电常数，非常利于缩小元件需要的体积。另外，LTCC材料在高频下具有较低的介质损耗特性，可以降低功耗。不仅有利于元件的小型化，提高电路的组装密度，而且有利于提高系统的可靠性，LTCC非常适合用于无线通讯模块。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种交叉耦合带通滤波器，用以解决现有滤波器的尺寸、结构复杂程度以及性能等方面的问题。为了实现上述的目的，本专利技术的带通滤波器包括基体、印刷在基体表面的第一谐振单元、第二谐振单元、第三谐振单元、交叉耦合线、输入端、输出端；印刷在基体背面的金属接地板；和穿透基体的金属孔柱。其中第一谐振单元包括多个长短不一的带状金属线，第二谐振单元包括多个长短不一的带状金属线，第三谐振单元包括多个长短不一的带状金属线；第一谐振单元左侧与输入端连接，下端通过金属孔柱与金属接地板连接，第二谐振单元下端通过金属孔柱与金属接地板连接，第三谐振单元左侧与输出端连接，下端通过金属孔柱与金属接地板连接；信号从输入端输入，输出端输出，通过第一谐振单元、第二谐振单元、第三谐振单元和交叉耦合线间耦合，实现信号滤波。作为优选，第一谐振单元带状金属线设置2-5个，第二谐振单元带状金属线设置2-5个,第三谐振单元带状金属线设置2-5个，作为最优选，第一谐振单元带状金属线设置3个，第二谐振单元带状金属线设置3个，第三谐振单元带状金属线设置3个。作为优选，交叉耦合线为一段C字形带状金属线。作为优选，输入端为一段带状金属线，输出端为一段带状金属线。作为优选，金属孔柱材料为铜或金。作为优选，带状金属线的材料采用铜，印刷在基体表面。作为优选，金属接地板材料为铜，印刷在基体背面。作为优选，基体材料为罗杰斯板材或者氧化铝陶瓷。作为优选，第一谐振单元带状金属线设置3个，其中两边两根带状金属线线宽为0.32mm，线长为4.25mm，中间带状金属线线宽为0.32mm，线长为4.1mm，带状金属线间隙为0.11mm；第二谐振单元带状金属线设置3个，其中两边两根带状金属线线宽为0.32mm，线长为3.78mm，中间带状金属线线宽为0.32mm，线长为3.85mm，带状金属线间隙为0.11mm；第三谐振单元带状金属线设置3个，其中两边两根带状金属线线宽为0.32mm，线长为4.25mm，中间带状金属线线宽为0.32mm，线长为4.1mm，带状金属线间隙为0.11mm；连接端带状金属线宽度为0.2mm，线长为1.5mm；连接端带状金属线宽度为0.2mm，线长为1.5mm；金属孔柱直径为0.2mm，长度为0.635mm。作为优选，第一谐振单元带状金属线设置3个，其中两边两根带状金属线线宽为0.32mm，线长为4.3mm，中间带状金属线线宽为0.32mm，线长为4.15mm，带状金属线间隙为0.1mm；第二谐振单元带状金属线设置3个，其中两边两根带状金属线线宽为0.32mm，线长为3.8mm，中间带状金属线线宽为0.32mm，线长为3.85mm，带状金属线间隙为0.1mm；第三谐振单元带状金属线设置3个，其中两边两根带状金属线线宽为0.32mm，线长为4.3mm，中间带状金属线线宽为0.32mm，线长为4.15mm，带状金属线间隙为0.1mm；连接端带状金属线宽度为0.25mm，线长为1.51mm；连接端带状金属线宽度为0.25mm，线长为1.51mm；金属孔柱直径为0.2mm，长度为0.635mm。本专利技术由于采用了上述的技术方案，第一谐振单元、第二谐振单元、第三谐振单元的下端通过金属孔柱与金属接地板连接，构成四分之一波长谐振器结构；信号从输入端输入，输出端输出，通过第一谐振单元、第二谐振单元、第三谐振单元和交叉耦合线间耦合，实现信号滤波；谐振单元间距以及金属线物理长度决定了滤波器的频率；带状金属线的材料采用铜，金属孔柱的材料采用铜或金。此技术方案不仅使本专利技术具有更高的频率选择性和更小的损耗，还通过缩短了金属线的物理长度，便于集成，降低了制备成本和耦合结构设计的复杂程度，减小了滤波器尺寸。附图说明图1是本专利技术交叉耦合带通滤波器的结构示意图。图2是本专利技术交叉耦合带通滤波器的性能曲线。附图标记列表：1-第一谐振单元，2-第二谐振单元，3-第三谐振单元，4-交叉耦合线，5-输入端，6-输出端，7-金属接地板。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做一个详细的说明。如图1所示的一种交叉耦合带通滤波器，包括基体、第一谐振单元1、第二谐振单元2、第三谐振单元3、交叉耦合线4、输入端5、输出端6、金属孔柱、金属接地板7；第一谐振单元包括多个长短不一的带状金属线，第二谐振单元包括多个长短不一的带状金属线，第三谐振单元包括多个长短不一的带状金属线；第一谐振单元1左侧与输入端5连接，下端通过金属孔柱与金属接地板7连接，第二谐振单元2下端通过金属孔柱与金属接地板7连接，第三谐振单元3左侧与输出端6连接，下端通过金属孔柱与金属接地板7连接，信号从输入端输入，输出端输出，通过第一谐振单元、第二谐振单元、第三谐振单元和交叉耦合线间耦合，实现信号滤波。为更具体地描述本专利技术的实施方法，以设计中心频率4.5GHz，带宽700MHz的交叉耦合带通滤波器为例，详细介绍所述的设计方法。实施例1：第一谐振单元1带状金属线设置3个，其中两边两根带状金属线线宽为0.32mm，线长为4.25mm，中间带状金属线线宽为0.32mm，线长为4.1mm，带状金属线间隙为0.11mm，第二谐振单元2带状金属线设置3个，其中两边两根带状金属线线宽为0.32mm，线长为3.78mm，中间带状金属线线宽为0.32mm，线长为3.85mm，带状金属线间隙为0.11mm，第三谐振单元3带状金属线设置3个，其中两本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交叉耦合带通滤波器，其特征在于，包括：基体；印刷于基体表面的第一谐振单元(1)、第二谐振单元(2)、第三谐振单元(3)、交叉耦合线(4)、输入端(5)、输出端(6)；印刷于基体背面的金属接地板(7)；穿透基体的金属孔柱；所述第一谐振单元(1)包括多个带状金属线，所述第二谐振单元(2)包括多个带状金属线，所述第三谐振单元(3)包括多个带状金属线；所述第一谐振单元(1)左侧与所述输入端(5)连接，所述第三谐振单元(3)左侧与所述输出端(6)连接；所述第一谐振单元(1)下端通过所述金属孔柱与所述金属接地板(7)连接，所述第二谐振单元(2)下端通过所述金属孔柱与所述金属接地板(7)连接，所述第三谐振单元(3)下端通过所述金属孔柱与所述金属接地板(7)连接。

【技术特征摘要】
1.一种交叉耦合带通滤波器，其特征在于，包括：基体；印刷于基体表面的第一谐振单元(1)、第二谐振单元(2)、第三谐振单元(3)、交叉耦合线(4)、输入端(5)、输出端(6)；印刷于基体背面的金属接地板(7)；穿透基体的金属孔柱；所述第一谐振单元(1)包括多个带状金属线，所述第二谐振单元(2)包括多个带状金属线，所述第三谐振单元(3)包括多个带状金属线；所述第一谐振单元(1)左侧与所述输入端(5)连接，所述第三谐振单元(3)左侧与所述输出端(6)连接；所述第一谐振单元(1)下端通过所述金属孔柱与所述金属接地板(7)连接，所述第二谐振单元(2)下端通过所述金属孔柱与所述金属接地板(7)连接，所述第三谐振单元(3)下端通过所述金属孔柱与所述金属接地板(7)连接。2.根据权利要求1所述的一种交叉耦合带通滤波器，其特征在于：所述第一谐振单元(1)带状金属线设置2-5个，并且长短不一；所述第二谐振单元(2)带状金属线设置2-5,并且长短不一；所述第三谐振单元(3)带状金属线设置2-5个，并且长短不一。3.根据权利要求1所述的一种交叉耦合带通滤波器，其特征在于：交叉耦合线(4)为一段C字形带状金属线。4.根据权利要求1所述的一种交叉耦合带通滤波器，其特征在于：所述金属孔柱材料为铜或金。5.根据权利要求1所述的一种交叉耦合带通滤波器，其特征在于：输入端(5)为一段带状金属线，输出端(6)为一段带状金属线。6.根据权利要求1所述的一种交叉耦合带通滤波器，其特征在于：带状金属线材料采用铜。7.根据权利要求1所述的一种交叉耦合带通滤波器，其特征在于：金属接地板(7)材料为铜。8.根据权利要求1所述的一种交叉耦合带通滤波器，其特征在于：基体材料为罗杰斯板材或氧化铝陶瓷。9.根据权利要求1至8之一所述的一种交叉耦合带通滤波器，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙超，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十六研究所，
类型：发明
国别省市：浙江;33