【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及ltcc滤波器，具体涉及一种基于阶梯阻抗谐振器和二分之一波长短路线的高性能滤波器。
技术介绍
1、随着通信系统的迅猛发展，人们对通信系统传输信号的要求也越来越高。微带带通滤波器是一种常用的无源器件，能够有效滤除杂波、减小干扰，在整个通信系统射频前端中起着非常关键的作用。滤波器作为射频前端的关键部件，低损耗高抑制也一直是我们关注的重点。
2、近年来，阶梯阻抗谐振器因其易于小型化、容易控制杂散频率的特点而被广泛应用在滤波器设计中。在文献1（s. y. zheng, z. l. su, y. m. pan, z. qamar and d.ho, "new dual-/tri-band bandpass filters and diplexer with large frequencyratio," in ieee transactions on microwave theory and techniques, vol. 66, no.6, pp. 2978-2992, june 2018.）中，基于四分之一波长阶梯阻抗谐振器（sir）的带通滤波器被提出。通常情况下，sir有三种类型，主要是四分之一波长、二分之一波长和全波长型。sir由两个不同特征阻抗的传输线构成，负载端可以是开路端也可以是短路端。它的主要特点是：结构简单方便集成，通过改变阻抗率能很方便地控制杂散频率。
3、由于有限的通信频段不断被占用，无线收发系统对滤波器的带外抑制性能要求越来越高。在滤波器设计中，合理地引入传输零点能极大改善微波
4、就目前而言，单一的二阶混合耦合sir滤波器结构简单，电磁耦合结构能够分别在上阻带和下阻带产生传输零点，但是存在上阻带抑制度不够的问题。
技术实现思路
1、为了克服现有结构存在的缺点与不足，本专利技术的首要目的是实现一个低损耗高带外抑制的带通滤波器。通过二阶混合耦合阶梯阻抗谐振器结构实现了低损耗的带通滤波器，在基础带通滤波器主路径上加载两个旁路枝节，枝节使用半波长的短路谐振器。本专利技术的滤波器具有结构简单、易于加工的优点。
2、本专利技术在保持带宽不变并维持带内低损耗的同时能够在上下阻带分别引入新的传输零点，滤波器的阻带抑制深度得到加强，信号得到了更有效的传输。
3、本专利技术采用如下技术方案：
4、一种高性能ltcc（低温共烧陶瓷）滤波器结构，主要由两部分组成：第一部分是滤波器结构，包含8层介质板，3层金属；第二部分是pcb测试基板。ltcc滤波器通过内部的金属化过孔与下层pcb测试基板相连，测试基板上使用接地共面波导馈线方便测试焊接，同时馈线两侧的金属与地相连能够很好地屏蔽干扰信号抑制谐振产生，实现了低损耗高带外抑制的带通滤波器。
5、进一步地，所述ltcc滤波器一共有8层介质和3层金属，选择银作为金属，银具有很好的导电导热性能；低损耗角正切介质材料有利于实现带内较低的插入损耗。
6、进一步地，所述ltcc滤波器顶层金属以及底层金属为地，各谐振器及旁路枝节集中分布在中间层金属上，中间层金属距顶层和底层地之间各四层介质，由下往上依次是：底层金属地、1-4层介质、中间层金属、5-8层介质、顶层金属地。
7、进一步地，所述ltcc滤波器上下层金属地之间用金属柱相连，谐振器主体部分上下均放置9个金属柱。
8、进一步地，所述ltcc滤波器通过两个过孔将信号输入端和输出端接到pcb测试基板上。
9、进一步地，所述pcb测试基板使用cpwg（接地共面波导）传输线，中间为馈线，两侧金属通过通孔接到下层地，中间传输线与两侧金属间留有一定缝隙。
10、进一步地，所述pcb测试基板在ltcc滤波器正下方设置呈阵列排布的金属通孔，金属通孔连接pcb测试基板的上下金属地。
11、进一步地，所述ltcc滤波器和pcb测试基板均使用低损耗介质材料，ltcc滤波器内部结构呈对称分布。
12、本专利技术能够实现以下有益效果：
13、（1）ltcc工艺陶瓷材料具有较高的介电常数，加上金属银作为介质之间的良导体，可以有效地减小滤波器的体积以及拥有良好的传输效果。陶瓷材料
14、可以让很大的电流流过，并且可以耐受很高的温度。
15、（2）ltcc滤波器上下金属地之间用金属柱连接，很好地屏蔽了干扰信号并减小因腔体谐振产生的二次谐波信号，中间层金属采用二阶混合电磁耦合阶梯阻抗谐振器实现低损耗带通滤波器结构，传输主路径加载旁路半波长短路枝节实现高带外抑制。滤波器奇偶模谐振频率以及带外零点位置独立可调，设计结构简单、易于加工且方便调节。
16、（3）pcb测试基板使用cpwg传输线，与传统微带线相比，共面波导传输准tem模，具有损耗低、色散小的特点。cpwg具有低成本、高集成度、工艺简单，与各类有源无源器件连接十分便捷的特点。
17、（4）本专利技术提出的ltcc滤波器结构在通带范围内插入损耗不超过1.1db,带外抑制最深可达-65db。
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1.一种低损耗高带外抑制LTCC滤波器，其特征在于，包括二阶混合耦合四分之一波长阶梯阻抗谐振器和半波长短路谐振器，半波长短路谐振器对称分布在四分之一波长阶梯阻抗谐振对的两边，LTCC滤波器搭载在下方的PCB测试基板上。
2.根据权利要求1所述的一种低损耗高带外抑制LTCC滤波器，其特征在于，所述LTCC滤波器上下层金属为金属地，二阶混合耦合四分之一波长阶梯阻抗谐振器和半波长短路谐振器分布在中间金属层上，中间金属层上下均设有4层陶瓷厚度,金属为银，厚度8um。
3.根据权利要求1所述的一种低损耗高带外抑制LTCC滤波器，其特征在于，下方PCB测试基板上使用接地共面波导传输线，LTCC正下方位置设置阵列分布的金属通孔；其中，PCB测试基板上的金属材料为铜，厚度35um。
4.根据权利要求1所述的一种低损耗高带外抑制LTCC滤波器，其特征在于，LTCC滤波器中间金属层两侧均设有圆形焊盘，焊盘下用金属柱连接到PCB测试基板上。
5.根据权利要求2所述的一种低损耗高带外抑制LTCC滤波器，其特征在于，阶梯阻抗谐振器包括高阻抗线部分和低阻抗线部
6.根据权利要求2所述的一种低损耗高带外抑制LTCC滤波器，其特征在于，高低阻抗线的线长分别为L2+L3、L1，调节L2、L3的长度比影响馈电位置进而可以调节匹配。
7.根据权利要求2所述的一种低损耗高带外抑制LTCC滤波器，其特征在于，半波长短路谐振器在上阻带引入高抑制度零点，零点的位置由线长度决定，线宽设置为0.3mm。
8.根据权利要求2所述的一种低损耗高带外抑制LTCC滤波器，其特征在于，LTCC滤波器内部有金属过孔连接上下层金属，半径为0.1mm，过孔之间的圆心距为1mm。
9.根据权利要求3所述的一种低损耗高带外抑制LTCC滤波器，其特征在于，PCB测试基板使用CPWG传输线，基板材料为Rogers5880。
10.根据权利要求1-9所述的一种低损耗高带外抑制LTCC滤波器，其特征在于，能够实现高传输性能的LTCC滤波器，带内插入损耗低于1.2dB，带外抑制最深可达-60dB以下。
...【技术特征摘要】
1.一种低损耗高带外抑制ltcc滤波器，其特征在于，包括二阶混合耦合四分之一波长阶梯阻抗谐振器和半波长短路谐振器，半波长短路谐振器对称分布在四分之一波长阶梯阻抗谐振对的两边，ltcc滤波器搭载在下方的pcb测试基板上。
2.根据权利要求1所述的一种低损耗高带外抑制ltcc滤波器，其特征在于，所述ltcc滤波器上下层金属为金属地，二阶混合耦合四分之一波长阶梯阻抗谐振器和半波长短路谐振器分布在中间金属层上，中间金属层上下均设有4层陶瓷厚度,金属为银，厚度8um。
3.根据权利要求1所述的一种低损耗高带外抑制ltcc滤波器，其特征在于，下方pcb测试基板上使用接地共面波导传输线，ltcc正下方位置设置阵列分布的金属通孔；其中，pcb测试基板上的金属材料为铜，厚度35um。
4.根据权利要求1所述的一种低损耗高带外抑制ltcc滤波器，其特征在于，ltcc滤波器中间金属层两侧均设有圆形焊盘，焊盘下用金属柱连接到pcb测试基板上。
5.根据权利要求2所述的一种低损耗高带外抑制ltcc滤波器，其特征在于，阶梯阻抗谐振器包括高阻抗线部...
【专利技术属性】
技术研发人员：薛泉，冯文杰，陈丽，车文荃，沈光煦，汪玮玺，朱浩慎，修鑫，章秀银，徐金旭，
申请(专利权)人：扬州江嘉科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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