[实用新型]基于频率选择性耦合技术的宽阻带LTCC带通滤波器

说明书

技术领域

本实用新型涉及LTCC带通滤波器，具体涉及基于频率选择性耦合技术的宽阻带LTCC带通滤波器。

背景技术

随着信息产业的飞速发展，各种通信系统不断涌现，无线通信技术的飞速发展以及全球通信频段的日益紧张更是对微波滤波器提出了更加严格的要求。现代滤波器要求具有高性能，小尺寸，宽阻带，低造价等特性。其中，小尺寸，宽阻带是单通带滤波器性能的重要指标。

现有的滤波器实现阻带抑制的方法有很多种，第一种方法是利用电磁信号的多径传输，在某一频点多径传输的电磁场相位相反，相互抵消，产生零点，这种方法可以利用交叉耦合实现，也可以利用源负载耦合（source-load couple）实现；第二种方法是利用阶跃阻抗谐振器（SIR），这种谐振器可以将滤波器的二次谐波推后到通带中心频率的2.5-3倍左右的频率上，二次谐波中心频率与通带中心频率的比值取决于SIR的结构，用多个不同结构的有相同通带中心频率的阶跃阻抗谐振器串联，即可实现阻带的抑制；第三种方法是利用传输线的四分之一波长倒置性，当一端开路的四分之一波长传输线连接在输入输出端口时，开路端等效到输入输出端口为短路，从而将电磁波全部放射回去，于是产生了传输零点，马刺线就是其中的一种应用，当马刺线的电波长等于四分之一波长时，马刺线连接I/O端口的位置就被短路掉，在该频点上就产生了传输零点；其他方法还有使用椭圆函数滤波器等。

然而，现有的阻带抑制滤波器都有较为复杂的结构，或者存在尺寸较大，插损大等问题。

实用新型内容

       为克服以上提到的滤波器多传输零点与结构复杂、体积大和有谐波干扰之间的设计矛盾，本实用新型提供了基于频率选择性耦合技术的宽阻带LTCC带通滤波器。该滤波器通过恰当地选择耦合区间，将谐振器非对称的放置，而不需要增加其他电路，即可将三次谐波抑制。同时，充分利用LTCC（Low Temperature Co-Fired Ceramic低温共烧陶瓷）的多层结构，极大地缩小了带通滤波器的体积。LTCC多层结构的滤波器除了具有小型化、轻量化的优点，还具有成本低，有利于批量生产，良好的高频性能，插损小等传统微带滤波器没有的特点。

      本实用新型采用如下技术方案实现：

基于频率选择性耦合技术的宽阻带高选择性LTCC带通滤波器，其包括四层介质基板和四层导体层，四层介质基板从上到下依次为第一介质板、第二介质板、第三介质板和第四介质板，所述的四层介质基板均为LTCC陶瓷介质基板；所述第一导体层印制于第一介质基板上表面，第二导体层印制于第二介质基板上表面，第三导体层印制于第三介质基板上表面，第四导体层印制于第四介质基板上表面；所述印制采用LTCC印刷工艺。

      进一步的，所述第一导体层由一对结构相同的馈电结构组成，这对结构相同的馈电结构呈镜像对称，每一个馈电结构包括一条弯折的（弯折只要满足把电馈到四分之一波长谐振器上即可）金属微带线、一个CPW馈电口，弯折的金属微带线与对称中心另一侧弯折的金属微带线构成源负载耦合，在通带附近产生了两个传输零点，实现了较好的频率选择性，同时在阻带也产生了一个零点，增强阻带抑制水平；CPW馈电口通过接地金属化过孔连接到第三导体层。

进一步的，第二导体层和第四导体层上分布有两个四分之一波长谐振器；每个四分之一波长谐振器均有一部分位于第二导体层，另一部分位于第四导体层上，这两部分通过第二金属化过孔相连，金属化过孔穿过位于第三导体层上的开孔，且金属化过孔不与第三导体层直接接触；一个四分之一波长谐振器的短路端位于第二导体层且通过金属化过孔连接到第四导体层，又通过金属化过孔连接到位于第二层的开路端；另一个四分之一波长谐振器的短路端也位于第二导体层且通过金属化过孔连接到第四导体层的微带线，又通过金属化过孔连接到位于第二层的微带线，再通过金属化过孔连接到位于第四层的开路端，所述两个四分之一波长谐振器在第二导体层和第四导体层上均不呈镜像对称分布，其非对称结构会在通带的右边三次谐波处产生一个传输零点，通过选择耦合区间来控制基波和谐波的耦合强度，从而抑制三次谐波。

进一步的，所述第三导体层为金属地板，第三导体层上有五个开孔供所述金属化过孔穿过，并且金属化过孔和金属地板之间留有间隙。

本实用新型采用四分之一波长谐振器，相较于二分之一波长谐振器，有效地减小了滤波器的尺寸；并且，采用了LTCC多层结构工艺制造，通过在不同层放置馈电线和谐振器，用金属过孔将不同层的微带线连接起来，使滤波器结构更加紧凑；除此之外，LTCC的多层结构为恰当的耦合区间的选择提供了充分的灵活性。