[发明专利]一种基于具有LTCC工艺的新型结构双工器

说明书

技术领域

本产品涉及一种用于通信领域集总元件的双工器，特别是涉及一种采用多层LTCC技术进行加工的集总元件双工器。

背景技术

随着移动通信系统的不断发展和日益完善，对移动通信设备的要求也越来越高，不断的推动着移动电话系统向小型化、多模化(能同时兼容GSM900/DCS1800、PCS、IS-95以及3G系统)以及高性能化方向发展，从而推动着双工器向低成本、小型化、高频段的方向发展。

在移动通信系统中，无线信号的接收和发送都需要通过天线。如果给收信机和发信机各配给一个天线，不但增加了成本、体积，而且天线传递信号之间还会相互干扰。所以希望收发公用一副天线，这就需要用到双工技术。简单的说，双工器就是解决收发共用一副天线而又使其不相互影响的问题而设计的微波器件，它已成为通信系统中的重要构件之一。双工器具有三个端口，其作用是将工作于不同频段的信号分离开来，并将信号送入相应的连接端口中。而LTCC技术可将电阻、电感、电容埋在LTCC中，形成三维结构的双工器。这样可以大幅度缩小模块的体积，同时这种材料具有高可靠性，也就带来了设计上的灵活性。

经对现有技术的文献检索发现，中国专利1661912A提出了一种能够抑制分别沿高通滤波器侧及低通滤波器侧传送的多个频带信号损失的双工器集总原型，从其集总原型可以看出，专利中引入了四个谐振器和两个电容电感，这样造成了元件过多，这也就造成了在转换成实际可生产加工模型时，元件之间干扰过大，从而严重影响双工器的性能，同时这样过多的元件也不利于双工器的小型化，而且从随后给出的仿真结果可以看出，虽然双工器可以达到高隔离的要求，但是插入损耗相对比较大，这就造成这种集总原型在实际中无法真正得到广泛的应用，只能提供一种理论上的参考；此外，美国专利案0058063使用许多接地板以分隔电路元件，虽然这样做有效的阻隔了电路元件之间的互耦以及寄生效应，但是另一方面也加大了电路板面积，这对于小型化要求来说是无疑是无法达到要求的。

检索中还发现，A.Bruno Frazier等1995年在IEEE transactions onindustrial electronics第42卷中发表的小型化技术：过去，现在，和未来(TheMiniaturization Technologies：Past，Present，and Future)，论文很好的讲述了LTCC技术在小型化设备方面所具有的得天独厚的优势。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于GSM/DCS的小型化集总元件设计的双工器，并解决现有技术中存在的不足。本发明提出了一种独一无二结构的三维双工器装置，采用的谐振器结构可以在相对应的滤波器通带内产生传输零点，从而可以保证两个通带内信号互不影响，而其传输零点的引入减少了元件，改善了性能，简化了设计；传输系数最大点的引入改善了高通滤波器的通带特性；双工器采用LTCC技术实现，从而使双工器的三维设计更加灵活，结构更加紧凑，也易于与其射频前端模块相集成。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括高通滤波器和低通滤波器，所述的高通滤波器与低通滤波器相连接形成公共的天线端接口，高通滤波器和低通滤波器均采用集总元件，以实现双工器小型化低损耗的性能。

所述低通滤波器元件的水平配置平面与接地平面相平行，且两个谐振器平行排列，谐振器本身元件成一垂直方向搭建于接地平面上方，并由金属化过孔将各层之间以及元件本身相互连接起来。其中并联谐振器的电容元件配置在1和2层，电感元件配置在3-7层；串联谐振器的电感元件配置在1-3层，电容元件配置在5-7层。

所述高通滤波器元件的水平配置平面与接地平面相平行，且谐振器与两个电容器平行排列，谐振器本身元件成一垂直方向搭建于接地平面上方，并由金属化过孔将各层之间以及元件本身相互连接起来。其中串联谐振器的电感元件配置在1和2层，电容元件配置在3-7层；两个等值对称排列的电容元件配置在1-6层。

所述双工器的三个端口用以将该装置连接与天线及射频处理电路，天线所接受的混合信号输入至该双工器的中，低通滤波器将过滤掉高于其截止频率的高频部分，并在插入损耗相应图中形成传输零点，以抑制高频信号；同样，高通滤波器中也会过滤掉低于其截止频率的低频成分，高通滤波器除了在低通滤波器通带内形成传输零点以抑制低频成份以外，还将在高通滤波器通带内形成传输系数最大点，以改善高通滤波器的传输性能。