一种抑制倍频谐波的介质带通滤波器组件的制作方法

1.本实用新型涉及带通滤波器，具体涉及一种抑制倍频谐波的介质带通滤波器组件。


背景技术：

2.带通滤波器是指能通过某一频率范围内的频率分量、但将其他范围的频率分量衰减到极低水平的滤波器，与带阻滤波器的概念相对；一个模拟带通滤波器的例子是电阻
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电感
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电容电路(rlc circuit)。这些滤波器也可以用低通滤波器同高通滤波器组合来产生。
3.现有的介质带通滤波器结构限制，较难实现对多倍频抑制，传统的设计可在平面结构增加绕线电感
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贴片电容电路搭建低通来抑制倍频，其设计占用面积较大，在不被限制要求的体积上可实现多倍频抑制。
4.介质带通滤波器本体其则一个由数多个高q值介质谐振腔组成的陶瓷体，其陶瓷体具有一个输入输出电极面，一个有金属图案的端面，另外4个面附着接地金属层。金属图案端面设计初步由模拟谐振等效电路来布局，等效谐振电路中的电容、电感、跨阶耦合设计相应不同矩形图案块组成等效带通滤波器，该带通滤波器结构具有低损耗、近端高抑制等优点，但介质滤波器受结构的限制对2倍频及多倍频抑制会出现谐振反翘，无法抑制2倍频及多倍频谐波缺陷。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种抑制倍频谐波的介质带通滤波器组件，该滤波器组件包括介质滤波器本体、屏蔽壳以及pcb板，其特征在于，所述pcb板具有至少一个ltcc低通滤波器焊接区；
6.所述的ltcc低通滤波器焊接区设置有至少一个ltcc低通滤波器，所述的ltcc低通滤波器的一个端口与pcb上的端口连接，另一个端口与介质滤波器本体的一个端口连接；且所述ltcc低通滤波器被设计为能够抑制带通滤波器的多倍频谐波，如此，叠加ltcc低通滤波器抑制段来克服带通滤波器倍频谐波缺陷。
7.现有技术提供的所述的pcb板的输入输出电路与介质滤波器本体的输入输出电路的线路相连接，本发明将原本pcb板与介质滤波器本体的输入或输出一路断开，具体地，ltcc低通滤波器的一个输入端口与pcb上的输入端口连接，另一个输出端口与介质滤波器本体的一个输入端口连接；或；ltcc低通滤波器的一个输入端口与pcb上的输出端口连接，另一个输出端口与介质滤波器本体的一个输出端口连接；并进一步在pcb板上设计用于贴片ltcc低通滤波器的脚位，且所述的ltcc低通滤波器能够抑制带通滤波器多倍频。
8.在一些实施例中，所述的pcb板线路阻抗与介质带通滤波器输入输出阻抗、ltcc低通滤波器输入输出阻抗与通信系统设计阻抗相匹配。
9.在一些实施例中，所述的ltcc低通滤波器的截止频率点大于带通滤波器组件的通带最高频点，且小于介质滤波器本体中心频率的2倍，且ltcc低通滤波器通带下降范围沿不
落在带通滤波器通带范围内作为通带选型范围。
10.作为优选，所述的介质滤波器本体具有2个以上谐振腔。
11.作为优选，所述的介质滤波器本体外侧套设有金属屏蔽罩。
12.作为优选，pcb板包括上下连接的顶层和底层，所述pcb板顶层与底层的两个角部区域分别设有输入输出电极端口，所述pcb板顶层与底层通过该输入输出电极端口连接；所述pcb板顶层的左右两侧分别设有介质陶瓷本体输入焊盘与输出焊盘；
13.所述的ltcc低通滤波器焊接区设置在pcb板的介质陶瓷本体输入焊盘与pcb板顶层的输入电极端口之间；或设置在pcb板的介质陶瓷本体输出焊盘与pcb板顶层的输出电极端口之间。
14.作为优选，ltcc低通滤波器焊接区包括ltcc低通滤波器滤的输入输出端口脚位以及ltcc低通滤波器滤接地脚位。
15.作为优选，所述的pcb板在介质陶瓷本体输入输出焊盘及ltcc低通滤波器接地脚位以外的区域设有贯穿pcb板的金属孔。
16.作为优选，ltcc低通滤波器的一个输入端口与pcb上的输入端口连接，另一个输出端口与介质滤波器本体的一个输入端口连接；或ltcc低通滤波器的一个输入端口与pcb上的输出端口连接，另一个输出端口与介质滤波器本体的一个输出端口连接
17.，其保证整个集成组件接地良好，线路板非焊盘区域均使用绿油覆盖。
18.屏蔽罩其采用五金件，一般采用锌白铜或不锈钢镀银，其特征在一面在介质带通滤波器顶端集成设有屏蔽壳，另一面在有金属端面图案面设有屏蔽面，其屏蔽壳与介质本体间隔一般在范围不超出0.8～1.3mm，以串联介质本体可以实现介质带通滤波器高抑制电性能同时可以隔离周围器件相互通讯干扰之间的优点；
19.在本实施方式中，所选用的ltcc低通滤波器为小体积、损耗小、倍频谐波抑制好、低成本、可贴片集成组件，，选用合适的ltcc低通滤波器规格，选用大于带通滤波器的通带最高频点，小于介质带通滤波器中心频率的2倍，且ltcc低通滤波器应在带通滤波器通带内波动值≤0.5db，且抑制段符合带通滤波器倍频范围值，作为选型范围。通过介质带通滤波器、ltcc串联叠加方式弥补介质带通滤波器多倍频抑制的缺点。
20.在一些实施方式中，带通滤波器具有2个以上的谐振腔带通滤波器。
附图说明：
21.图1是一种输入输出电极图案；
22.图2是另一种输入输出电极图案；
23.图3是一种6腔的介质带通滤波器端面金属图案，等效输入输出电极为电容耦合
24.图4是另一种6腔的介质带通滤波器端面金属图案，等效输入端为电容耦合，输出端为电感耦合
25.图5是图3一种6腔带通滤波器等效电路图
26.图6是图4一种6腔带通滤波器等效电路图
27.图7与图8是一种抑制倍频谐波介质带通滤波器组件的pcb板设计图
28.图9是一种6腔的介质带通滤波器屏蔽壳设计图；
29.图10与11是串联ltcc低通滤波器的组件与未加低通的介质本体滤波器的对比曲
线。
具体实施方式
30.实施例
31.下面参照附图对依据本专利所实施的实例进行详细描述。
32.图1是实例的一种输入输出电极方式(u型电极)；图2是实例的另一种输入输出电极方式(l型电极)，图中阴影区域是非金属层区，空白区是金属层区，可以是银层、铜层或锡层等金属导体材料。
33.图3是一种六腔的介质带通滤波器端面金属图案，共有6个谐振腔壁上附有金属层构成的一体是介质块；301、302是u型电极方式延伸区是与谐振腔305、310形成输入输出电极电容耦合；谐振腔305、306间隔对313形成电感耦合，谐振腔306、307的间隔形成电容耦合，谐振腔307、308的间隔对311形成电感耦合，谐振腔308、309的间隔形成电容耦合，谐振腔309、310相间的间隔对314金属层形成电感耦合，谐振腔306、307、308、309的在u型电极延伸面分别设有一段312金属层电感耦合，形成2个跨阶传输零点耦合，303、304的金属层分别为设有焊接屏蔽壳预留区；
34.图4是一种六腔的介质带通滤波器端面金属图案，共有6个谐振腔壁上附有金属层构成的一体是介质块，401金属层是l型电极方式延伸区一段金属层是与谐振腔405相连，形成电感耦合连接，谐振腔405、406、407的间隔形成电容耦合，谐振腔407、408相间的间隔对411金属层形成电感耦合，谐振腔408、409的间隔形成电容耦合，谐振腔409、410相间的间隔对断开式金属层412、414形成电感耦合，402金属层是l型电极方式延伸区，是与谐振腔414构成输出电容耦合；谐振腔406、407、408、409在l型电极延伸面分别设有一段413金属层电感耦合，形成2个跨阶传输零点耦合，403、404的金属层分别为设有焊接屏蔽壳预留区；
35.图5、图6示意了图3、图4实施例的等效电路图。
36.基于以上提供的六腔的介质带通滤波器，本实用新型实施方式提供一种抑制倍频谐波的介质带通滤波器组件，该组件包括介质滤波器本体(如前图1
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4所述)，pcb板、ltcc低通滤波器、屏蔽壳；
37.本发明的技术方案为：所述pcb板具有至少一个ltcc低通滤波器焊接区；
38.所述的ltcc低通滤波器焊接区设置有至少一个ltcc低通滤波器，所述的ltcc低通滤波器的一个端口与pcb上的端口连接，另一个端口与介质滤波器本体的一个端口连接；且所述ltcc低通滤波器被设计为能够抑制带通滤波器的多倍频谐波。
39.在pcb板组件上设有ltcc低通滤波器，所述的ltcc低通滤波器，其中ltcc的一个端口与介质滤波器的一个端口串连接，另一个端口与pcb板一个端口的连接；
40.具体地，所述pcb板具有介质陶瓷本体输入输出焊接区以及ltcc低通滤波器焊接区；所述pcb板的介质陶瓷本体输入输出焊接区设置介质陶瓷本体pad面焊连接接，且所述的ltcc低通滤波器焊接区设置有ltcc低通滤波器pad面焊接，所述的ltcc低通滤波器的其中一个端口与介质滤波器的一个端口串连接，另一个端口与pcb板一个端口的连接，且所述ltcc低通滤波器被设计为能够抑制带通滤波器的多倍频谐波，如此，叠加ltcc低通滤波器抑制段来克服介质带通滤波器倍频谐波缺陷。
41.在一些实施方式中，pcb板上贴设有ltcc小型化低通滤波器、屏蔽壳、串联的方式
集成组件，其pcb板板材线路阻抗需与介质带通滤波器输入输出阻抗、ltcc低通滤波器输入输出阻抗接近于通信系统设计阻抗；则要求ltcc低通滤波器的输入输出端口脚位分别对应介质本体滤波器和pcb输入输出位置(其中ltcc的一个端口与pcb一个端口串连接，另一个端口与介质滤波器的一个端口连接)，组件通过介质带通滤波器串联ltcc低通滤波器来实现2倍频及多倍频抑制叠加的效果；具体地，为了抑制多倍频谐波，pcb板贴设的ltcc低通滤波器需要与带通滤波器的通带及多倍频谐波频段相匹配，在一些具体实施例中，带通滤波器通带是3300～3600mhz，需要抑制20db的2倍频及3倍频，则2倍频谐波频段范围在6600～7200mhz，3倍频谐波频段范围在9900～10800mhz，其pcb板贴设的ltcc低通滤波器通带频宽选用大于带通滤波器的通带最高频点，小于介质带通滤波器中心频率的2倍，且ltcc低通滤波器应在带通滤波器通带内波动值≤0.5db，且抑制段符合带通滤波器倍频范围值，作为选型范围。在pcb板输入输出端与介质本体滤波器输入输出端之间设计ltcc贴片，如选用不在依据上述范围内ltcc低通滤波器，则可无效果或效果较弱。
42.图7与图8示意了pcb板，pcb选用低介电常数，耐高温及热膨胀系数与陶瓷本体接近的材料，pcb板具有介质陶瓷本体焊接区、ltcc低通滤波器焊接区和金属屏蔽罩焊接区；pcb板包括上下连接的顶层701和底层715，线路板非焊盘区域均使用绿油阻焊覆盖，同时在线路板上未焊接区域使用数个大小不一的金属过孔来连接顶层701和底层715，使用孔内填充树脂材料的方式既保证接地效果又避免漏锡的效果；pcb顶层输入输出电极端口708、709使用金属过孔的方式连接底层输入输出电极端口716、717，pcb板未焊接介质本体焊接区及ltcc低通滤波器接地焊接区设有贯穿pcb的金属孔，所述pcb板顶层与底层通过该输入输出电极端口过孔电连接；
43.pcb板顶层具有介质滤波器本体的输入输出焊盘702、703，ltcc低通滤波器脚位704、705、706、707、710、711，其中705、707是ltcc低通滤波器滤的输入输出端口脚位，704、706、710、711是ltcc低通滤波器接地脚位。
44.所述介质滤波器本体的输入输出焊盘702、703分别设置在pcb板顶层的左右两侧，且所述的ltcc低通滤波器焊接区704、705、706、707、710、711设置在pcb板的介质陶瓷本体输入焊盘702与pcb板顶层的输入电极端口708之间；或设置在pcb板的介质陶瓷本体输出焊盘703与pcb板顶层的输出电极端口709之间。
45.本实施方式提供的pcb板还包括屏蔽壳金属区713，其设有2个贯穿孔712、714，用于在贴片时保证介质陶瓷本体与金属屏蔽罩之间的间隙稳定。
46.示例性地，图9提供了一种6腔的介质带通滤波器屏蔽壳设计图，材料一般采用锌白铜或不锈钢镀银，屏蔽壳813高度依据介质本体设计，其803长度深度一般略小于介质体，801、802深度依据介质本体金属端面图案预留贴片金属位置对应设计，在803、813直角面预留设有6个贯穿窗口804、805、806、807、808、809便于组件后介质本体可调测，811、812为金属屏蔽罩定位脚，用于在贴片时保证陶瓷体与金属屏蔽罩之间的间隙稳定，810为金属屏蔽罩与pcb焊接面，用于焊接后使金属屏蔽罩和介质本体形成一个整体，起到防止内部信号泄露同时又避免外界信号干扰的效果。
47.图10与11是与未加低通滤波器的介质本体滤波器与串联ltcc低通滤波器的组件对比曲线图，可以明显看到串联有ltcc低通滤波器的滤波器介质本体在2倍频及多倍频谐波频段的抑制明显优于未加低通的滤波器介质本体。