[发明专利]一种LTCC多层复合左右手传输线结构带通滤波器

说明书

技术领域

本发明属于微波技术领域，涉及一种带通滤波器，更具体地说，涉及一种小型化低温共烧陶瓷(LTCC)多层复合左右手传输线结构带通滤波器。

背景技术

复合左右手传输线作为一种超材料的实现方式，以损耗小，带宽宽，易实现等优点被广泛应用到高性能紧缩型微波器件设计中。目前常用的复合左右手传输线多是基于平面传输线结构，如微带线、共面波导结构，在设计微波器件中，为达到较好的传输特性，通常平面尺寸较大，给实际应用带来了不便。为了有效的减小了器件的尺寸，有人提出将平面传输线结构改为多层复合左右手传输线结构(ML CRLH TL)，将波的传输方向和模型尺寸变化方向分别放在两个维度。然而，这一结构是基于多层印刷电路板(PCB)工艺实现，不适合用低温共烧陶瓷工艺(LTCC)来实现。

LTCC是近年来兴起的一种令人瞩目的整合组件技术，具有高Q值，便于内嵌无源器件，散热性好，可靠性高，耐高温，冲震等优点，利用LTCC技术，可以很好的加工出尺寸小，精密度高，紧密性好，损耗小的微波器件。因此，采用LTCC工艺来实现多层复合左右手传输线结构，对原有模型进行改进和优化，包括馈源端口设计和竖直金属板的等效设计，设计、制作一种X波段LTCC多层复合左右手传输线结构带通滤波器对于紧缩型微波器件的发展是十分重要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种尺寸小、精密度高、紧密性好和温度性能好的LTCC多层复合左右手传输线结构带通滤波器，利用多层复合左右手传输线结构特点，通过LTCC多层结构实现等效集总参数元件。

本发明的目的是通过以下技术方案予以实现的，一种LTCC多层复合左右手传输线结构带通滤波器，包括一个上下前后四面封闭的接地金属外壳，通过金属过孔连接接地金属外壳的上下面，使异面端口转换为共面端口，所述接地金属外壳内部水平设置输入端带状线及其所连接金属板、输出端带状线及其所连接金属板，所述的输入端带状线连接金属板和输出端带状线连接金属板呈上下平行设置，所述输入端带状线的馈电端、输出端带状线的馈电端均通过金属过孔引出接地金属外壳下面板至微带线，形成微带线馈电，输入端带状线及其所连接金属板和输出端带状线及其所连接金属板之间沿竖直方向间隔水平设置三组复合左右手传输线周期单元，接地金属外壳内器件周围填充陶瓷介质材料，接地金属外壳下方微带线及金属过孔周围填充陶瓷介质材料。

所述的三组复合左右手传输线周期单元相互平行。

本发明进一步的技术方案是，所述输入端带状线金属板和输出端带状线金属板之间水平设置三组平行的复合左右手传输线周期单元，第一组周期单元包括水平放置的两块平行金属板及两块平行金属板之间的一块较短水平金属板，所述的金属板之间通过竖直金属过孔连接；第二组周期单元包括水平放置的两块平行金属板及连接两块平行金属板的竖直金属过孔；第三组周期单元包括水平放置的两块平行金属板及两块平行金属板之间的一块较短水平金属板，所述的金属板之间通过竖直金属过孔连接；所述的较短水平金属板作为左手并联电感，相邻周期单元的间距作为左手串联电容，所述连接平行金属板的竖直金属过孔作为右手串联电感，所述竖直金属过孔与接地金属外壳之间的间距作为右手并联电容。

所述金属接地外壳的上下面通过四根金属过孔引到靠近微带线的公共接地面，使异面的馈源端口转换为共面端口。

本发明的有益效果是：采用多层复合左右手传输线结构实现带通滤波器，具备复合左右手传输线的损耗小，带宽宽，易实现等优点，同时多层左右手复合传输线结构，将波的传输方向和模型尺寸变化方向分别放在两个维度，有效的减小了器件的尺寸；本发明通过LTCC多层结构实现等效集总参数元件，在同等技术指标情况下，加工出的带通滤波器具有尺寸小、精密度高、紧密性好、温度性能好、高频性能好、有利于批量生产的优势。

附图说明

图1为本发明所述LTCC多层复合左右手传输线结构带通滤波器的结构示意图；

图2为本发明所述LTCC多层复合左右手传输线结构带通滤波器的左视图；

图3为本发明所述LTCC多层复合左右手传输线结构带通滤波器的周期单元等效电路图；

图4为本发明具体实施方式所述LTCC多层复合左右手传输线结构带通滤波器的正视图；

图5为本发明具体实施方式所述LTCC多层复合左右手传输线结构带通滤波器的俯视图；

图6为本发明具体实施方式所述LTCC多层复合左右手传输线结构带通滤波器的测试结果图。

具休实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。