[发明专利]基于频率选择性耦合抑制三次五次谐波的LTCC滤波器

说明书

本发明公开一种基于频率选择性耦合的三次五次谐波抑制的LTCC滤波器，该滤波器包含两个四分之一波长谐振器、两条馈电线和若干层地板，分别分布在十层导体层上，各层通过金属通孔连接起来；第一、三、五、八、十层是地板，第二、四、六、九层是电路层，第七层是馈电电路所在的层；两条馈电线与第六层的谐振器通过平行耦合方式馈电，分别选择两条馈电线和谐振器之间的耦合区域就能很好的抑制三次和五次谐波，达到宽阻带的效果；两个四分之一波长谐振器在不同层之间有部分枝节间的耦合，从而形成能够抑制三次五次谐波的宽阻带滤波器；本发明采用的LTCC工艺包含多层结构，减小了滤波器的尺寸。

技术领域

本发明涉及一种基于LTCC工艺的宽阻带带通滤波器，特别涉及利用馈电结构来抑制高次谐波，可应用于射频前端电路中的带通滤波器。

背景技术

随着现代通信系统的不断更新换代，无线通信技术的飞速发展对射频前端电路元器件提出了更严格的要求，高性能，小型化，低造价等成为了现今评定元器件的重要指标。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多是利用在阻带引入传输零点实现的，产生传输零点的方法有很多，常用的第一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；常用的第二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产生，也可以利用源负载耦合（source-load coupling）产生；常用的第三种方法是利用混合磁电耦合滤波器结构产生传输零点，无源滤波器都是由两个基本要素组成，谐振器和耦合，多个谐振频率靠近的谐振器相互耦合就构成了滤波器，耦合结构是能量交换的途径，谐振器既耦合磁能也耦合电能，在某些情况下，同一耦合结构所耦合的电能和磁能是相互叠加的，因此可以实现很强的耦合，但是在另一种情况下，同一耦合结构所耦合的电能和磁能是相互抵消的，因此耦合的结果表现为传输零点，从而阻碍信号的传输；而本发明使用的方法，是通过利用馈电线与谐振器的耦合，当耦合调节至某一范围内时，耦合系数极小或为零，耦合结果表现为传输零点，从而阻碍信号的传输；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存在较为复杂的结构，或者尺寸较大，插损大等问题。

发明内容

为了克服以上提到的滤波器小型化与宽阻带以及小型化与结构复杂之间的设计矛盾，本发明提供了一种基于频率选择性耦合抑制三次五次谐波的LTCC滤波器。该滤波器采用低温共烧陶瓷技术，即LTCC技术，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、轻量化的有点，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。

本发明的目的通过如下技术方案实现。

基于频率选择性耦合抑制三次五次谐波的LTCC滤波器，整个滤波器为LTCC多层结构，由九层介质基板、十层导体层和八个金属通孔组成；两个四分之一波长短路线谐振器分别由位于五个不同导体层的微带线通过金属通孔连接在一起，呈左右中心对称结构分布；由馈电贴片构成的两条不同结构馈电线位于同一导体层且分别与位于馈电线所在导体层下层的四分之一波长谐振器部分区域以平行耦合方式进行馈电；其中左边的一条馈电线与该条馈电线下层的谐振器的一部分（谐振器分布在四个不同的导体层）形成频率选择性耦合抑制三次谐波，右边的一条馈电线与位于该条馈电线下层的谐振器的一部分（谐振器分布在四个不同的导体层）形成频率选择性耦合抑制五次谐波；当信号从左边馈电线输入端口输入，从右边馈电线端口输出时三次五次谐波均被抑制，使得该LTCC滤波器具有很好的带外抑制性能；两条馈电线之间形成源负载耦合，源负载耦合在通带左边产生一个传输零点，调节这个传输零点的位置，使通带具有更好的选择性；