[发明专利]一种基于公共谐振器的LTCC双工器

说明书

本发明公开了一种基于公共谐振器的LTCC双工器，包括两个工作于不同频段的半波长谐振器，一个支节加载谐振器，六层地板和三个贴片，分布于十七层导体层上，谐振器的不同部分通过金属化过孔连接；支节加载谐振器作为公共谐振器，输入端口与它连接；另外两个输出端口分别连接在两个半波长谐振器上；本发明利用谐振器开路端的容性加载以及半波长谐振器中点电压为零的特性实现了带内隔离大于40dB的效果；本发明采用的多层LTCC结构，具有体积小，插损小，滤波效果好，隔离效果好的优异性能，可加工为贴片元件，易于与其他电路模块集成，可广泛应用于无线通信系统的射频前端中。

技术领域

本发明涉及可应用于射频前端电路中的双工器，尤其涉及一种基于公共谐振器的LTCC双工器。

背景技术

多工器广泛应用于各种通信系统中，包括无线传输系统、无线蜂窝系统、卫星通信系统和无线宽带系统等。它们是频率选择性的器件，用来融合或者分离多端口网络中不同频率的信号。在设计中，它们经常采用多组的滤波器来实现，比如采用不同频段的滤波器和一个共用的分支线。

双工器是一种最简单的多工器，它是无源的三端口器件，用来连接两个不同频率的滤波网络到一个共同的终端。双工器可以实现两个工作于不同频率的发射机同时使用同一个天线，因此可以实现体积的缩减，得到高度集成化器件。

无线蜂窝系统中的基站和无线通信设备都需要驱动各种包含滤波器的设备以完成不同的通信功能。图1展示了一个蜂窝基站的射频前端模块，双工器在整个系统中是一个关键的器件，同时这个系统还包含一个功分器和两个在选择性和隔离上都具有严格要求的滤波器。这些滤波器工作在不同的频段上。在这个系统中，由于双工器的使用，发射和接收可以同时工作在一个天线上。另外，发射机上需要保证相对较高的功率，因此发射滤波器需要具有较高的功率承载能力，而接收机就需要侦查出较弱的信号。总的来说，为了防止接收机中的低噪放接收到发射机中的高功率信号，接收滤波器需要在发射频段内具有较好的隔离；类似地，为了抑制功率放大器产生的带外噪声，发射滤波器需要具有很好的阻带抑制效果。因此，发射机与接收机之间的隔离是一个很重要的指标。

为了设计出符合要求的双工器，常用的方法是采用分支线结构连接两组不同的滤波网络，这样得到的电路结构往往比较复杂，在设计方法上还需要改进。而传统的印制电路板技术由于平面结构的限制，不利于实现射频器件小型化设计。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种基于公共谐振器的LTCC双工器，该双工器采用低温共烧陶瓷技术，即LTCC技术，在多个金属层上设计电路，并且应用公共谐振器，既缩小了器件的体积又实现了高隔离的输出效果。LTCC多层结构的双工器除了具有小型化、轻量化的优点，还具有成本低，利于批量生产的优点，良好的高频性能等传统微带双工器没有的特点。

本发明的目的通过以下的技术方案来实现：

一种基于公共谐振器的LTCC双工器，该双工器工作于低频段和高频段上，所述LTCC双工器器件分布于一个十七层的LTCC导体层上和导体层之间的十六层介质基板组成，包括：一个工作于两个频段的第一谐振器、一个工作于低频段的第二谐振器、一个工作于高频段的第三谐振器、六层地板、三个金属贴片以及一个输入端口和两个输出端口；

所述第一谐振器与第二谐振器相互耦合形成低频段滤波网络，第一谐振器与第三谐振器相互耦合形成高频段滤波网络；所述第一谐振器设置为中心支节加载的谐振器；

第一谐振器的两个开路端和第二谐振器的两个开路端都设置为耦合结构，用以实现容性加载，并在高频段处形成传输零点；

所述第三谐振器与第一谐振器加载的支节进行耦合，用以实现高频段滤波网络的信号到低频段滤波网络的隔离。

与现有技术相比，本发明的一个或多个实施例可以具有如下优点：