一种LTCC微型化集总式定向耦合器制造技术

本发明专利技术公开了一种LTCC微型化集总式定向耦合器，耦合器由集总参数元件电容电感相互连接构成。采用三维立体集成，运用多层低温共烧陶瓷工艺技术实现，大大减小了器件的体积。本发明专利技术具有工作频带宽、体积小、直通和耦合端口相位正交性好，直通和耦合端口幅度偏差小，温度稳定性好、散热性能好、可靠性高、成品率高、批量生产电性能指标一致性好、成本低及安装使用方便等优点，适用于相应微波频段的通信、数字雷达、无线通信手持终端等对电性能、材料一致性、热机械性、温度稳定性、工艺性及抗干扰性有苛刻要求的场合和相应的系统中。

A LTCC miniaturized lumped directional coupler

The invention discloses a LTCC miniaturized lumped directional coupler. The coupler is composed of the capacitance and inductance of the lumped parameter element. The volume of the device is greatly reduced by using three dimensional integration and multi-layer low temperature co fired ceramic technology. The invention has the advantages of wide frequency band, small volume, and direct coupling port phase orthogonality, and direct coupling port small amplitude deviation, good temperature stability, good heat dissipation, high reliability, high rate of finished products, mass production of electric performance index and good consistency, low cost and convenient installation and use, suitable for the microwave band digital communication, radar, wireless communication terminal on the electric properties of materials, consistency, thermal mechanical properties, thermal stability, process and anti interference demanding occasions and corresponding system.

【技术实现步骤摘要】
一种LTCC微型化集总式定向耦合器
本专利技术属于微波
，具体地说，是一种LTCC集总式定向耦合器。
技术介绍
定向耦合器是一种具有方向性的功率耦合(分配)元件。它是一种四端口元件，通常由称为直通线和耦合线的两段传输线组合而成。直通线和耦合线之间通过一定的耦合机制把直通线功率的一部分(或全部)耦合到耦合线中，并且要求功率在藕合线中只传向某一输出端口，另一端口则无功率输出。耦合器的技术指标有工作频率、输入输出电压驻波比、插入损耗、隔离度、幅度平衡、相位平衡特性等，另外，耦合器的温度稳定性、体积、重量等也是衡量其性能的重要参考内容。近年来，移动通信、卫星通信及国防电子系统的微型化发展迅速，高性能、低成本和小型化已经成为目前微波
的发展方向之一，微波器件的性能、尺寸、可靠性和成本均需要得到进一步提升。低温共烧陶瓷技术（LTCC），是一种通过层叠共烧若干印有特定金属图层生瓷片的电子封装技术。低温共烧陶瓷的特点为高性能、高稳定、高可靠以及高度集成，在保证可靠性的同时，极大的减小了产品的尺寸，现已发展成为无源集成的主流技术。现代电子对抗系统、测量仪器系统的发展，人们对便携化和集成化的不断追求，作为微波系统中广泛使用的定向耦合器，人们对其体积和性能提出了更高的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种实现体积小、重量轻、结构简单、电性能优异、可靠性高、成品率高、批量一致性好、温度性能稳定、造价低的LTCC微型化集总式定向耦合器。实现本专利技术目的的技术方案是：一种LTCC微型化集总式定向耦合器，包括表面贴装的50欧姆阻抗端口一P1、表面贴装的50欧姆阻抗端口二P2、表面贴装的50欧姆阻抗端口三P3、表面贴装的50欧姆阻抗端口四P4、连接引线一L121、连接引线二L122、连接引线三L141、连接引线四L144、连接引线五L232、连接引线六L233、连接引线七L343、连接引线八L344、螺旋电感一L12、螺旋电感二L14、螺旋电感三L23、螺旋电感四L34、电容一C1、电容二C2、电容三C3、电容四C4、接地端口一GND1、接地端口二GND2、接地板一SD1、接地板二SD2。螺旋电感一L12有三层，从上向下依次为第一、二、三层，螺旋电感二L14有三层，从上向下依次为第一、二、三层，螺旋电感三L23有三层，从上向下依次为第一、二、三层，螺旋电感四L34有三层，从上向下依次为第一、二、三层，螺旋电感一L12的第三层与连接引线一L121一端连接，连接引线一L121另一端与表面贴装的50欧姆阻抗端口一P1连接，螺旋电感一L12的第一层与连接引线二L122一端连接，连接引线二L122另一端与表面贴装的50欧姆阻抗端口二P2连接，螺旋电感二L14的第三层与连接引线三L141一端连接，连接引线三L141另一端与表面贴装的50欧姆阻抗端口一P1连接，螺旋电感二L14的第一层与连接引线四L144一端连接，连接引线四L144另一端与表面贴装的50欧姆阻抗端口四P4连接，螺旋电感三L23的第三层与连接引线五L232一端连接，连接引线五L232另一端与表面贴装的50欧姆阻抗端口二P2连接，螺旋电感三L23的第一层与连接引线六L233一端连接，连接引线六L233另一端与表面贴装的50欧姆阻抗端口三P3连接，螺旋电感四L34的第三层与连接引线八L344一端连接，连接引线八L344另一端与表面贴装的50欧姆阻抗端口四P4连接，螺旋电感四L34的第一层与连接引线七L343一端连接，连接引线七L343另一端与表面贴装的50欧姆阻抗端口三P3连接。电容一C1下极板与表面贴装的50欧姆阻抗端口一P1连接，上极板为接地板一SD1，电容二C2下极板与表面贴装的50欧姆阻抗端口二P2连接，上极板为接地板一SD1，电容三C3上极板与表面贴装的50欧姆阻抗端口三P3连接，下极板为接地板一SD1，电容四C4上极板与表面贴装的50欧姆阻抗端口四P4连接，下极板为接地板一SD1。接地端口一GND1和接地端口二GND2均与接地板一SD1和接地板二SD2连接。表面贴装的50欧姆阻抗端口一P1、表面贴装的50欧姆阻抗端口二P2、表面贴装的50欧姆阻抗端口三P3、表面贴装的50欧姆阻抗端口四P4、连接引线一L121、连接引线二L122、连接引线三L141、连接引线四L144、连接引线五L232、连接引线六L233、连接引线七L343、连接引线八L344、螺旋电感一L12、螺旋电感二L14、螺旋电感三L23、螺旋电感四L34、电容一C1、电容二C2、电容三C3、电容四C4、接地端口一GND1、接地端口二GND2、接地板一SD1、接地板二SD2均采用多层低温共烧陶瓷工艺实现。所有电感均采用矩形立体多层螺旋式结构，电容均采用金属-介质-金属形式的结构。与现有技术相比，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，其优点显著，具体包括：（1）体积小、重量轻、成本低；（2）电路实现结构简单，可实现大批量生产；（3）可靠性高；（4）使用安装方便，单独作为部件使用，可以通过全自动贴片机安装和焊接。附图说明图1（a）是本专利技术一种LTCC微型化集总式定向耦合器的结构图，图1（b）是本专利技术一种LTCC微型化集总式定向耦合器的主视图，图1（c）是本专利技术一种LTCC微型化集总式定向耦合器的侧视图。图2是本专利技术一种LTCC微型化集总式定向耦合器主要性能测试曲线图。图3是本专利技术一种LTCC微型化集总式定向耦合器直通与耦合端口相位差曲线图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。结合图1（a）、（b）、（c），一种LTCC微型化集总式定向耦合器，包括表面贴装的50欧姆阻抗端口一P1、表面贴装的50欧姆阻抗端口二P2、表面贴装的50欧姆阻抗端口三P3、表面贴装的50欧姆阻抗端口四P4、连接引线一L121、连接引线二L122、连接引线三L141、连接引线四L144、连接引线五L232、连接引线六L233、连接引线七L343、连接引线八L344、螺旋电感一L12、螺旋电感二L14、螺旋电感三L23、螺旋电感四L34、电容一C1、电容二C2、电容三C3、电容四C4、接地端口一GND1、接地端口二GND2、接地板一SD1、接地板二SD2。结合图1（a）、（b）、（c），螺旋电感一L12有三层，从上向下依次为第一、二、三层，螺旋电感二L14有三层，从上向下依次为第一、二、三层，螺旋电感三L23有三层，从上向下依次为第一、二、三层，螺旋电感四L34有三层，从上向下依次为第一、二、三层，螺旋电感一L12的第三层与连接引线一L121一端连接，连接引线一L121另一端与表面贴装的50欧姆阻抗端口一P1连接，螺旋电感一L12的第一层与连接引线二L122一端连接，连接引线二L122另一端与表面贴装的50欧姆阻抗端口二P2连接，螺旋电感二L14的第三层与连接引线三L141一端连接，连接引线三L141另一端与表面贴装的50欧姆阻抗端口一P1连接，螺旋电感二L14的第一层与连接引线四L144一端连接，连接引线四L144另一端与表面贴装的50欧姆阻抗端口四P4连接，螺旋电感三L23的第三层与连接引线五L232一端连接，连接引线五L232另一端与表面贴装的50欧姆阻抗端口二P2连接，螺旋电感三L23的第一层与连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LTCC微型化集总式定向耦合器，其特征在于：包括表面贴装的50欧姆阻抗端口一（P1）、表面贴装的50欧姆阻抗端口二（P2）、表面贴装的50欧姆阻抗端口三（P3）、表面贴装的50欧姆阻抗端口四（P4）、连接引线一（L121）、连接引线二（L122）、连接引线三（L141）、连接引线四（L144）、连接引线五（L232）、连接引线六（L233）、连接引线七（L343）、连接引线八（L344）、螺旋电感一（L12）、螺旋电感二（L14）、螺旋电感三（L23）、螺旋电感四（L34）、电容一（C1）、电容二（C2）、电容三（C3）、电容四（C4）、接地端口一（GND1）、接地端口二（GND2）、接地板一（SD1）和接地板二（SD2）；螺旋电感一（L12）有三层，从上向下依次为第一、二、三层，螺旋电感二（L14）有三层，从上向下依次为第一、二、三层，螺旋电感三（L23）有三层，从上向下依次为第一、二、三层，螺旋电感四（L34）有三层，从上向下依次为第一、二、三层，螺旋电感一（L12）的第三层与连接引线一（L121）一端连接，连接引线一（L121）另一端与表面贴装的50欧姆阻抗端口一（P1）连接，螺旋电感一（L12）的第一层与连接引线二（L122）一端连接，连接引线二（L122）另一端与表面贴装的50欧姆阻抗端口二（P2）连接，螺旋电感二（L14）的第三层与连接引线三（L141）一端连接，连接引线三（L141）另一端与表面贴装的50欧姆阻抗端口一（P1）连接，螺旋电感二（L14）的第一层与连接引线四（L144）一端连接，连接引线四（L144）另一端与表面贴装的50欧姆阻抗端口四（P4）连接，螺旋电感三（L23）的第三层与连接引线五（L232）一端连接，连接引线五（L232）另一端与表面贴装的50欧姆阻抗端口二（P2）连接，螺旋电感三（L23）的第一层与连接引线六（L233）一端连接，连接引线六（L233）另一端与表面贴装的50欧姆阻抗端口三（P3）连接，螺旋电感四（L34）的第三层与连接引线八（L344）一端连接，连接引线八（L344）另一端与表面贴装的50欧姆阻抗端口四（P4）连接，螺旋电感四（L34）的第一层与连接引线七（L343）一端连接，连接引线七（L343）另一端与表面贴装的50欧姆阻抗端口三（P3）连接；电容一（C1）下极板与表面贴装的50欧姆阻抗端口一（P1）连接，上极板为接地板一（SD1），电容二（C2）下极板与表面贴装的50欧姆阻抗端口二（P2）连接，上极板为接地板一（SD1），电容三（C3）上极板与表面贴装的50欧姆阻抗端口三（P3）连接，下极板为接地板一（SD1），电容四（C4）上极板与表面贴装的50欧姆阻抗端口四（P4）连接，下极板为接地板一（SD1）；接地端口一（GND1）和接地端口二（GND2）均与接地板一（SD1）和接地板二（SD2）连接。...

【技术特征摘要】
1.一种LTCC微型化集总式定向耦合器，其特征在于：包括表面贴装的50欧姆阻抗端口一（P1）、表面贴装的50欧姆阻抗端口二（P2）、表面贴装的50欧姆阻抗端口三（P3）、表面贴装的50欧姆阻抗端口四（P4）、连接引线一（L121）、连接引线二（L122）、连接引线三（L141）、连接引线四（L144）、连接引线五（L232）、连接引线六（L233）、连接引线七（L343）、连接引线八（L344）、螺旋电感一（L12）、螺旋电感二（L14）、螺旋电感三（L23）、螺旋电感四（L34）、电容一（C1）、电容二（C2）、电容三（C3）、电容四（C4）、接地端口一（GND1）、接地端口二（GND2）、接地板一（SD1）和接地板二（SD2）；螺旋电感一（L12）有三层，从上向下依次为第一、二、三层，螺旋电感二（L14）有三层，从上向下依次为第一、二、三层，螺旋电感三（L23）有三层，从上向下依次为第一、二、三层，螺旋电感四（L34）有三层，从上向下依次为第一、二、三层，螺旋电感一（L12）的第三层与连接引线一（L121）一端连接，连接引线一（L121）另一端与表面贴装的50欧姆阻抗端口一（P1）连接，螺旋电感一（L12）的第一层与连接引线二（L122）一端连接，连接引线二（L122）另一端与表面贴装的50欧姆阻抗端口二（P2）连接，螺旋电感二（L14）的第三层与连接引线三（L141）一端连接，连接引线三（L141）另一端与表面贴装的50欧姆阻抗端口一（P1）连接，螺旋电感二（L14）的第一层与连接引线四（L144）一端连接，连接引线四（L144）另一端与表面贴装的50欧姆阻抗端口四（P4）连接，螺旋电感三（L23）的第三层与连接引线五（L232）一端连接，连接引线五（L232）另一端与表面贴装的50欧姆阻抗端口二（P2）连接，螺旋电感三（L23）的第一层与连接引线六（L233）一端连接，连接引线六（...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛景，孙超，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