[发明专利]基于LTCC的E波段高抑制带通滤波器

说明书

技术领域

本发明属于微波技术领域，涉及一种应用于微波毫米波电路的带通滤波器，特别是一种基于LTCC的E波段高抑制带通滤波器。

背景技术

随着无线通信的飞速发展，对微波毫米波系统迫切要求是体积更小、速度更快、频率更高、性能更好。带通滤波器是无线通讯射频系统中最重要的无源器件之一，小型化、高频化和高频率选择性等问题越来越突出。带通滤波器是微波毫米波通信系统中最重要的无源器件之一，一个性能优良的滤波器可以为更好的改善系统的信噪比，为各个频道之间提供更好的隔离，对实现更可靠的通信系统起着至关重要的作用。当今社会，无线通信系统发展迅猛，微波毫米波电路与系统发挥着举足轻重的作用。整个无线通信向着频率更高、速率更高、性能更好、体积更小等方面发展。采用基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide,简称SIW)的毫米波滤波器受到了很高的重视，它可以实现高性能且具有体积小的滤波器。它是一种新型波导，它具有传统的金属波导品质因数、易于设计的特点，同时也具有体积小、造价低、易加工等优点。

传统的微波混合集成电路由各种有源和无源分离器件焊接或粘贴在基片外部构成，它和单片集成电路的联合使用，使各种大容量的微波功能模块得以实现。但是，整合性越高，制造成本也随之急剧增加，再加上材料和工艺技术的某些限制，要做到将所有无源元件集成到IC中，仍有很大困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通带损耗低、频率选择性好、结构简单、可靠性高、成本低、使用方便的基于LTCC的E波段高抑制带通滤波器。

实现本发明目的的技术方案是：一种基于LTCC的E波段高抑制带通滤波器，包括三层陶瓷基板，含有两个耦合缝隙的第一金属层，含有两个耦合缝隙的第二金属层，第三金属层，八十二个金属化通孔，由八十个金属化通孔和第二层陶瓷基板、第三层陶瓷基板形成的四个谐振腔，第一谐振腔和第二谐振腔之间的第一耦合缝隙，第二谐振腔和第三谐振腔之间的第二耦合缝隙，第三谐振腔和第四谐振腔之间的第三耦合缝隙，以及第一层陶瓷基板和第一金属化通孔构成的输入端口，第一层陶瓷基板和第二金属化通孔构成的输出端口；

所述第一谐振腔由二十三个金属化通孔即第三～十七金属化通孔、第三十五～四十二金属化通孔和第二层陶瓷基板、第一金属层、第二金属层形成；第二谐振腔由二十三个金属化通孔即第四十三～五十七金属化通孔、第七十五～八十二金属化通孔和第三层陶瓷基板、第二金属层、第三金属层形成；第三谐振腔由二十三个金属化通孔即第五十五～七十七金属化通孔和第三层陶瓷基板、第二金属层、第三金属层形成；第四谐振腔由二十三个金属化通孔即第十五～三十七金属化通孔和第二层陶瓷基板、第一金属层、第二金属层形成；第一谐振腔和第二谐振腔通过第一耦合缝隙耦合，第二谐振腔和第三谐振腔通过第二耦合缝隙耦合，第三谐振腔和第四谐振腔通过第三耦合缝隙耦合。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：(1)带内插入损耗小，频率选择性好，带外抑制高；(2)电路实现结构简单，致使内部通孔将波导腔分为四个谐振腔体，相邻谐振腔的耦合通过通孔的间距以及缝隙的大小来改变；(3)工艺上易于实现，相对与普通波导滤波器，由于结构简单用LTCC技术使得本发明加工难度降低；(4)由于采用的三层的结构，使得该结构的平面尺寸非常小，并且采用基片集成波导的结构使得本发明便于集成。

附图说明

图1为本发明基于LTCC的E波段高抑制带通滤波器的第一层结构图。

图2为本发明基于LTCC的E波段高抑制带通滤波器的第二层结构图。

图3为本发明基于LTCC的E波段高抑制带通滤波器的第三层结构图。

图4为本发明基于LTCC的E波段高抑制带通滤波器的各层金属化通孔位置图。

图5为本发明基于LTCC的E波段高抑制带通滤波器的幅频特性仿真曲线。

具体实施方式

低温共烧陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramic，LTCC)是20世纪80年代开始发展起来的整合组件技术，已经成为无源集成的主流技术。LTCC技术以低介质损耗陶瓷为基板，以金或银作为导电浆料，具有优异的高频特性，工艺实现一次性压合、低温共烧，大大提高了产品和可靠性和批量生产能力。另外LTCC技术不仅允许所有无源器件的三维集成化还可将有源器件标贴于芯片表面，实现有源与无源的集成化。因此，LTCC工艺提供了一种小型化、重量轻、高Q值的3D芯片和组件的方法，是微波毫米波频段高性能芯片和模块极具前景的集成工艺。