一种基于氧化铝陶瓷工艺的悬置带线高通滤波器制造技术

本发明专利技术属于微波电子元器件技术领域，公开了一种基于氧化铝陶瓷工艺的悬置带线高通滤波器，上层导体、下层导体、金属地层和介质基板；所述基于氧化铝陶瓷工艺的悬置线高通滤波器至上而下依次为上层导体、下层导体和金属地层，并在上层导体、下层导体、下层导体和金属地层之间分别设有介质基板。本发明专利技术采用了两层氧化铝陶瓷基板来实现悬置带线结构，在理想情况下对外没有辐射，在实现滤波器宽带低损耗的情况下，同时实现其结构的小型化、轻量化和低成本化。本化。本化。

【技术实现步骤摘要】
一种基于氧化铝陶瓷工艺的悬置带线高通滤波器


[0001]本专利技术属于微波电子元器件
，具体涉及一种基于氧化铝陶瓷工艺的悬置带线高通滤波器。

技术介绍

[0002]微波滤波器是微波电路系统中的重要部件，也是技术含量最高的微波无源器件之一，其主要作用是用于信号的提取，分隔，抑制干扰。微波滤波器的应用领域十分广泛，包括无线通信、导航、遥测等。微波高通滤波器是一种允许高频信号通过，抑制低频信号的微波无源器件。由于在微波频率下的滤波器结构一般都具有周期性的频率响应，所以不存在理想的高通滤波器响应，通常在微波波段下的宽带带通滤波器可以用作高通滤波器，即伪高通滤波器。常见的伪高通滤波器有采用微带或者其他开放的传输线结构，但是这种结构的伪高通滤波器很难实现性能优异的高Q值。采用传统悬置线的伪高通滤波器，其结构具有三层媒质：上空气层、介质层、下空气层。常规悬置带线伪高通滤波器的实现方法为将导体印制在介质板上，采用双面交叠布局的金属图形实现高通滤波器的串联电容，用到地高阻抗线实现并联电感，然后把介质基板嵌置在金属壳体内。该结构的缺点比较明显：由于有金属腔体，一般需要设计紧固结构，体积的小型化难以实现，以6～18GHz传统悬置线高通滤波器为例，其典型体积达到47mm
×
20mm
×
8.6mm，难以满足高密度集成应用要求。采用硅基MEMS工艺实现的伪高通滤波器，体积小，性能佳。但其流片成本高、工艺复杂且性价比低。采用IPD工艺实现的伪高通滤波器体积虽然小，但近端的带外抑制难以满足宽带通信系统中的使用要求，偏离1GHz处抑制为10dB以内(通常要求偏离边带1GHz抑制35dBc以上)且成本同样高。
[0003]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
[0004](1)采用微带或者其他开放的传输线结构的伪高通滤波器很难实现性能优异的高Q值；
[0005](2)采用传统的悬置微带线伪高通滤波器体积大，难以满足高密度集成应用；
[0006](3)采用硅基MEMS工艺的伪高通滤波器流片成本高、工艺复杂且性价比低；
[0007](4)采用IPD工艺的实现的伪高通滤波器虽然体积小，但难以在满足带外抑制需求且成本高。

技术实现思路

[0008]针对现有高通滤波器存在上述技术问题，本专利技术提出了一种基于氧化铝陶瓷工艺的非传统悬置带线高通滤波器，在实现滤波器宽带低损耗带外抑制高的情况下，同时实现其结构的小型化、轻量化和低成本化。
[0009]本专利技术是这样实现的，一种基于氧化铝陶瓷工艺的悬置带线高通滤波器，包括：
[0010]上层导体、下层导体、介质基板、金属地层；
[0011]所述悬置线高通滤波器至上而下依次为上层导体、下层导体和金属地层，并在上
层导体和下层导体、下层导体和金属地层之间分别设有介质基板。
[0012]进一步地，所述的高阻抗线等效为电感，所述低阻抗线等效为电容。
[0013]进一步地，所述的上层导体的第一传输线连接上层导体的第二传输线，该第二传输线作为微带高阻抗短路枝节，通过金属化通孔接地。
[0014]进一步地，所述上层导体的第一传输线与下层导体的第三传输线耦合等效为串联电容。
[0015]进一步地，所述下层导体的第三传输线侧接下层导体的第四传输线和第五传输线，其第四传输线为高阻抗传输线，第五传输线为低阻抗传输线。第四和第五传输线共同构成阶跃阻抗谐振器，用来等效为电感电容的串联谐振。
[0016]进一步地，所述下层导体的第三传输线与上层导体的第六传输线耦合等效为串联电容。
[0017]进一步地，所述上层导体的第六传输线侧接上层导体的第七传输线，第七传输线通过金属化通孔接下层导体的第八传输线，其中第七传输线为高阻抗线，第八传输线为低阻抗线，通过金属化通孔连接，形成阶跃阻抗谐振器，等效为电感电容的串联谐振。
[0018]进一步地，以在上层导体地第六传输线中心位置对称，设有与另一层同样的上层导体传输线和下层导体传输线，使滤波器结构对称。
[0019]进一步地，上层导体和下层导体、下层导体和金属地层之间分别采用氧化铝陶瓷介质基板，介电常数为9.8。
[0020]进一步地，下层导体设置有四个焊盘，通过金属化通孔与金属地层连接，使上下两层导体连接牢固。
[0021]结合上述的技术方案和解决的技术问题，本专利技术所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：
[0022]第一、针对上述现有技术存在的技术问题以及解决该问题的难度，紧密结合本专利技术的所要保护的技术方案以及研发过程中结果和数据等，详细、深刻地分析本专利技术技术方案如何解决的技术问题，解决问题之后带来的一些具备创造性的技术效果。具体描述如下：
[0023]本专利技术提供的基于氧化铝陶瓷工艺的悬置带线高通滤波器是采用了两层氧化铝陶瓷基板来实现非传统悬置带线结构，在与同类产品实现相同性能的条件下，能够实现更低的成本和更小的面积。
[0024]本专利技术采用非传统悬置带线的传输结构，与传统的悬置带线相比，去掉了上下两层空气腔的体积，消除了腔间串扰大的情况，减小了整体滤波器的体积。具有与传统悬置带线一致的通带带宽宽、体积小、插损低、成本低等优点；同时，采用了双层氧化铝陶瓷工艺，进一步减小了滤波器面积，降低成本。
[0025]第二，把技术方案看做一个整体或者从产品的角度，本专利技术所要保护的技术方案具备的技术效果和优点，具体描述如下：
[0026]本专利技术结构简单紧凑，面积小、易于加工。利用阶跃阻抗谐振器，有效地降低了谐振器尺寸，不仅在结构上更加紧凑，体积更小，实现超宽带滤波器小型化，而且在悬置带线滤波器地应用中也方便与外围电路集成。
[0027]本专利技术集成度高。本专利技术将第一阶跃阻抗谐振器14、15和第三阶跃阻抗谐振器17、18固定在所述地下层介质基板19的上表面。第二谐振器的上层导体第七传输线5固定在上
层介质基板9的上表面，通过金属化通孔6连通到固定在下层介质基板19上表面的下层导体的第八传输线15，集成度高。
[0028]本专利技术采用椭圆函数滤波器综合方法，得到集总参数模型，通过LC集总参数模型映射到具体物理结构，解决了传统映射法设计滤波器不够灵活，无法在任意位置产生传输零点的问题，缩短了研制开发周期，提高研发效率。
[0029]本专利技术具有良好的可扩展特性，带外抑制高。本专利技术采用的下层导体第一阶跃阻抗谐振器54和下层导体第二阶跃阻抗谐振器55分为两个部分，高阻抗线部分为下层导体第四传输线14、下层导体第十二传输线17和低阻抗线部分为下层导体的第五传输线13、下层导体第十三传输线18，其都固定在下层介质基板19的上表面。混合谐振器53分为三个部分，低阻抗线部分为下层导体第八传输线15、连接上层导体和下层导体的金属化通孔6和高阻抗线为上层导体第七传输线5，其中低阻抗线部分通过上层介质基板9两端的金属化通孔6连通到固定在下层介质基板19上表面的高阻抗线部分形成混合谐振。可以根据实际指标要求本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于氧化铝陶瓷工艺的悬置带线高通滤波器，其特征在于，包括：上层导体、下层导体、金属地层和介质基板；所述基于氧化铝陶瓷工艺的悬置线高通滤波器至上而下依次为上层导体、下层导体和金属地层，并在上层导体、下层导体、下层导体和金属地层之间分别设有介质基板。2.根据权利要求1所述的基于氧化铝陶瓷工艺的悬置带线高通滤波器，其特征在于，所述的上层导体的第一传输线连接上层导体的第二传输线，该第二传输线作为微带高阻抗短路枝节等效为并联电感，第二传输线通过通孔接地，且通孔内部金属化。3.根据权利要求1所述的基于氧化铝陶瓷工艺的悬置带线高通滤波器，其特征在于，所述上层导体的第一传输线与下层导体的第三传输线耦合等效为串联电容。4.根据权利要求1所述的基于氧化铝陶瓷工艺的悬置带线高通滤波器，其特征在于，所述下层导体的第三传输线侧接下层导体的第四传输线和第五传输线，其第四传输线为高阻抗传输线，第五传输线为低阻抗传输线，第四和第五传输线共同构成阶跃阻抗谐振器，用来等效为电感电容的串联谐振。5.根据权利要求1所述的基于氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：董金生，何鑫，林先其，张文博，杨永穆，
申请(专利权)人：电子科技大学长三角研究院湖州，
类型：发明
国别省市：