一种LTCC高性能微型巴伦滤波器制造技术

本发明专利技术公开一种LTCC高性能微型巴伦滤波器，采用三层短路带状线结构作为谐振单元，共包含四级谐振单元，并且在相邻谐振单元间加入了带状线连接板，增强了谐振单元间的耦合作用。所述滤波器采用LTCC工艺技术实现三维立体集成，具有结构简单、体积小、调试灵活方便、插入损耗小、阻带衰减大、幅度不平衡度小、产品生产成本低、可大批量生产等优点，能够广泛运用于相应频段的军用、民用通信等领域。

A LTCC High Performance Micro Barron Filter

The invention discloses a LTCC high-performance micro-Barron filter, which adopts a three-layer short-circuit stripline structure as a resonant unit and comprises a four-stage resonant unit, and adds a stripline connecting plate between adjacent resonant units to enhance the coupling effect between resonant units. The filter adopts LTCC technology to realize three-dimensional integration. It has the advantages of simple structure, small size, flexible and convenient debugging, low insertion loss, large stopband attenuation, small amplitude imbalance, low production cost and mass production. It can be widely used in military and civil communication fields in corresponding frequency bands.

【技术实现步骤摘要】
一种LTCC高性能微型巴伦滤波器
本专利技术属于无源巴伦滤波器
，具体涉及一种LTCC高性能微型巴伦滤波器。
技术介绍
巴伦包括一个不平衡输入端口和两个平衡输出端口，是三端口元件，主要用于将单端输入信号转换为一对差分信号，巴伦也被称为平衡-非平衡转换器，巴伦滤波器通常也被称为平衡滤波器。巴伦滤波器同时具有巴伦和滤波器的功能，既能够滤波又可以进行平衡非平衡转换。因此，巴伦滤波器目前已被广泛运用在蓝牙、局域网等领域。相比于传统工艺加工技术，LTCC（低温共烧陶瓷）工艺技术能够轻易实现产品的三维立体集成，LTCC技术允许传输线的最小工艺厚度为0.01mm，允许传输线的最小工艺宽度为0.1mm，这使得微波无源器件的微型化成为可能。LTCC技术是一种十分适用于微波领域的工艺集成技术，可生产出高性能微型巴伦滤波器。2015年，蔡传涛，吴文林，善明等，在全国微波毫米波会议上发表了“一种新型宽带多模巴伦带通滤波器的设计”，频率范围2.3-3.7GHz，插入损耗5dB，带外抑制30dB，3.7*5.5mm，这种设计方案可实现的频带比较宽，但是体积大，带外抑制差。2016年，南京理工大学李博文，发表了“基于LTCC技术的微型巴伦滤波器的研究”，频率范围2.84-3.01GHz，插入损耗6.95dB，带外抑制30dB，3.2*4.5*1.9mm，这种设计方案可实现结构紧凑，体积小，但是带外抑制仍然不够好。总之，现有技术存在的问题是：巴伦滤波器的带外抑制比较差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种LTCC高性能微型巴伦滤波器，解决了巴伦滤波器的带外抑制较差的问题。实现本专利技术目的的技术方案为：一种LTCC高性能微型巴伦滤波器，包括输入端口、输入连接引线、第一输出端口、第一输出连接引线、第二输出端口、第二输出连接引线、第一段带状线连接板、第二段带状线连接板、第三段带状线连接板、第一四分之一波长谐振器、第二四分之一波长谐振器、第三四分之一波长谐振器、第四四分之一波长谐振器、Z形交叉耦合单元第一段带状线、Z形交叉耦合单元第二段带状线和Z形交叉耦合单元第三段带状线。所述四分之一波长谐振器由三层短路带状线构成，分别为最上层短路带状线、中间层短路带状线和最下层短路带状线。所述输入端口连接输入连接引线一端，输入连接引线的另一端连接第一个四分之一波长谐振器中间层短路带状线一端，第一个四分之一波长谐振器最下层短路带状线的另一端连接第一段带状线连接板一端，第一段带状线连接板的另一端连接第二个四分之一波长谐振器最下层短路带状线一端，第二个四分之一波长谐振器最下层短路带状线的另一端连接第二段带状线连接板一端，第二段带状线连接板的另一端连接第三个四分之一波长谐振器最下层短路带状线的一端，第三个四分之一波长谐振器最下层短路带状线的另一端连接第三段带状线连接板一端，第三段带状线连接板的另一端连接第四个四分之一波长谐振器最下层短路带状线一端，第四个四分之一波长谐振器的中间层短路带状线的另一端通过第一输出连接引线与第一输出端口连接，第四个四分之一波长谐振器的最上层短路带状线的另一端通过第二输出连接引线与第二输出端口相连，第一谐振单元上方平行设有Z形交叉耦合单元第一段带状线，四个谐振单元上方垂直设有Z形交叉耦合单元第二段带状线，第四谐振单元上方平行设有Z形交叉耦合单元第三段带状线。本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：（1）小型化：采用了LTCC（低温共烧陶瓷）三维集成技术，结构简单、体积小，微型巴伦滤波器的尺寸为4.5mm×3.2mm×1.5mm。（2）高性能：在第一谐振单元和第四谐振单元上方加入了Z形交叉耦合，引入传输零点，有效增强了带外抑制；本专利技术可将带外抑制提高到38dB。附图说明图1是本专利技术一种LTCC高性能微型巴伦滤波器的俯视图。图2是本专利技术一种LTCC高性能微型巴伦滤波器的主视图。图3是本专利技术一种LTCC高性能微型巴伦滤波器的主要性能曲线图。图4是本专利技术一种LTCC高性能微型巴伦滤波器的幅度不平衡度曲线图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述。结合图1，一种LTCC高性能微型巴伦滤波器，包括输入端口1、输入连接引线1-1、第一输出端口2、第一输出连接引线2-1、第二输出端口3、第二输出连接引线3-1、第一段带状线连接板4-1、第二段带状线连接板4-2、第三段带状线连接板4-3、第一四分之一波长谐振器5-1、第二四分之一波长谐振器5-2、第三四分之一波长谐振器5-3、第四四分之一波长谐振器5-4和交叉耦合单元6，所述交叉耦合单元6包括Z形交叉耦合单元第一段带状线6-1、Z形交叉耦合单元第二段带状线6-2和Z形交叉耦合单元第三段带状线6-3，Z形交叉耦合单元第二段带状线6-2两端分别连接Z形交叉耦合单元第一段带状线6-1和Z形交叉耦合单元第三段带状线6-3形成Z形结构。所述输入端口1连接输入连接引线1-1一端，输入连接引线1-1的另一端连接第一个四分之一波长谐振器5-1中间层短路带状线5-12一端，第一个四分之一波长谐振器5-1最下层短路带状线5-12的另一端连接第一段带状线连接板4-1一端，第一段带状线连接板4-1的另一端连接第二个四分之一波长谐振器5-2最下层短路带状线5-23一端，第二个四分之一波长谐振器5-2最下层短路带状线5-23的另一端连接第二段带状线连接板4-2一端，第二段带状线连接板4-2的另一端连接第三个四分之一波长谐振器5-3最下层短路带状线5-33的一端，第三个四分之一波长谐振器5-33最下层短路带状线5-33的另一端连接第三段带状线连接板4-3一端，第三段带状线连接板4-3的另一端连接第四个四分之一波长谐振器5-4最下层短路带状线5-43一端，第四个四分之一波长谐振器5-4的中间层短路带状线5-42的另一端通过第一输出连接引线2-1与第一输出端口2连接，第四个四分之一波长谐振器5-4的最上层短路带状线5-41的另一端通过第二输出连接引线3-1与第二输出端口3相连，第一谐振单元5-1上方平行设有Z形交叉耦合单元第一段带状线6-1，四个谐振单元上方垂直设有Z形交叉耦合单元第二段带状线6-2，第四谐振单元5-4上方平行设有Z形交叉耦合单元第三段带状线6-3。图2进一步示出本专利技术一种LTCC高性能微型巴伦滤波器的正面视图。如图2所示，本专利技术采用三层短路带状线结构作为谐振单元，共包含四级谐振单元，具体包括：第一个四分之一波长谐振器5-1，其最上层短路带状线5-11，最上层短路带状线5-12，最上层短路带状线5-13；第二个四分之一波长谐振器5-2，其最上层短路带状线5-21，最上层短路带状线5-22，最上层短路带状线5-23；第三个四分之一波长谐振器5-3，其最上层短路带状线5-31，最上层短路带状线5-32，最上层短路带状线5-33；第四个四分之一波长谐振器5-4，其最上层短路带状线5-41，最上层短路带状线5-42，最上层短路带状线5-43。本专利技术基于LTCC三维集成技术，谐振器采用三层短路带状线形式，谐振器间加入带状线连接板，谐振器上方加入交叉耦合单元，用以引入传输零点。所述第一四分之一波长谐振器5-1、第二四分之一波长谐振器5-2、第三四分之一波长谐振器5-3、第四四分之一波长谐振器5-4相互平行设置。所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LTCC高性能微型巴伦滤波器，其特征在于：包括输入端口（1）、输入连接引线（1‑1）、第一输出端口（2）、第一输出连接引线（2‑1）、第二输出端口（3）、第二输出连接引线（3‑1）、第一段带状线连接板（4‑1）、第二段带状线连接板（4‑2）、第三段带状线连接板（4‑3）、第一四分之一波长谐振器（5‑1）、第二四分之一波长谐振器（5‑2）、第三四分之一波长谐振器（5‑3）、第四四分之一波长谐振器（5‑4）和交叉耦合单元（6），所述交叉耦合单元（6）包括Z形交叉耦合单元第一段带状线（6‑1）、Z形交叉耦合单元第二段带状线（6‑2）和Z形交叉耦合单元第三段带状线（6‑3），Z形交叉耦合单元第二段带状线（6‑2）两端分别连接Z形交叉耦合单元第一段带状线（6‑1）和Z形交叉耦合单元第三段带状线（6‑3）形成Z形结构；所述四分之一波长谐振器由三层短路带状线构成，分别为最上层短路带状线、中间层短路带状线和最下层短路带状线；所述输入端口（1）连接输入连接引线（1‑1）一端，输入连接引线（1‑1）的另一端连接第一个四分之一波长谐振器（5‑1）中间层短路带状线（5‑12）一端，第一个四分之一波长谐振器（5‑1）最下层短路带状线（5‑12）的另一端连接第一段带状线连接板（4‑1）一端，第一段带状线连接板（4‑1）的另一端连接第二个四分之一波长谐振器（5‑2）最下层短路带状线（5‑23）一端，第二个四分之一波长谐振器（5‑2）最下层短路带状线（5‑23）的另一端连接第二段带状线连接板（4‑2）一端，第二段带状线连接板（4‑2）的另一端连接第三个四分之一波长谐振器（5‑3）最下层短路带状线（5‑33）的一端，第三个四分之一波长谐振器（5‑33）最下层短路带状线（5‑33）的另一端连接第三段带状线连接板（4‑3）一端，第三段带状线连接板（4‑3）的另一端连接第四个四分之一波长谐振器（5‑4）最下层短路带状线（5‑43）一端，第四个四分之一波长谐振器（5‑4）的中间层短路带状线（5‑42）的另一端通过第一输出连接引线（2‑1）与第一输出端口（2）连接，第四个四分之一波长谐振器（5‑4）的最上层短路带状线（5‑41）的另一端通过第二输出连接引线（3‑1）与第二输出端口（3）相连，第一谐振单元（5‑1）上方平行设有Z形交叉耦合单元第一段带状线（6‑1），四个谐振单元上方垂直设有Z形交叉耦合单元第二段带状线（6‑2），第四谐振单元（5‑4）上方平行设有Z形交叉耦合单元第三段带状线（6‑3）。...

【技术特征摘要】
1.一种LTCC高性能微型巴伦滤波器，其特征在于：包括输入端口（1）、输入连接引线（1-1）、第一输出端口（2）、第一输出连接引线（2-1）、第二输出端口（3）、第二输出连接引线（3-1）、第一段带状线连接板（4-1）、第二段带状线连接板（4-2）、第三段带状线连接板（4-3）、第一四分之一波长谐振器（5-1）、第二四分之一波长谐振器（5-2）、第三四分之一波长谐振器（5-3）、第四四分之一波长谐振器（5-4）和交叉耦合单元（6），所述交叉耦合单元（6）包括Z形交叉耦合单元第一段带状线（6-1）、Z形交叉耦合单元第二段带状线（6-2）和Z形交叉耦合单元第三段带状线（6-3），Z形交叉耦合单元第二段带状线（6-2）两端分别连接Z形交叉耦合单元第一段带状线（6-1）和Z形交叉耦合单元第三段带状线（6-3）形成Z形结构；所述四分之一波长谐振器由三层短路带状线构成，分别为最上层短路带状线、中间层短路带状线和最下层短路带状线；所述输入端口（1）连接输入连接引线（1-1）一端，输入连接引线（1-1）的另一端连接第一个四分之一波长谐振器（5-1）中间层短路带状线（5-12）一端，第一个四分之一波长谐振器（5-1）最下层短路带状线（5-12）的另一端连接第一段带状线连接板（4-1）一端，第一段带状线连接板（4-1）的另一端连接第二个四分之一波长谐振器（5-2）最下层短路带状线（5-23）一端，第二个四分之一波长谐振器（5-2）最下层短路带状线（5-23）的另一端连接第二段带状线连接板（4-2）一端，第二段带状线连接板（4-2）的另一端连接第三个四分之一波长谐振器（5-3）最下层短路带状线（5-33）的一端，第三个四分之一波长谐振器（5-33...

【专利技术属性】
技术研发人员：董鹏飞，陆阳，孙琳琳，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32