基于LTCC技术的弯折耦合线带通滤波器

基于ltcc技术的弯折耦合线带通滤波器
技术领域
1.本实用新型涉及微波滤波器技术领域，具体是基于ltcc技术的弯折耦合线带通滤波器。


背景技术：

2.随着通信技术的迅速发展，人们对信息传输系统的要求越来越高，微波滤波器在微波或射频系统的设计中扮演着很重要的角色，尤其是具有宽阻带和高阻带抑制的带通滤波器在接收机和发射机的设计中至关重要。
3.传统的带通滤波器一般采用平面结构，把各种元件按照一定的排列顺序排列起来，形成带通滤波器，这样不仅体积大，而且选择性差。该滤波器采用六对弯折耦合线，使用两对侧耦合线和四对开路/短路耦合线可以实现高频率选择性和良好的阻带抑制。采用ltcc多层立体弯折绕线分布，有效地减小了电路尺寸。本实用新型通过两对侧耦合线连接到四对开路/短路耦合线，频率选择性高、阻带抑制良好、结构简单、体积小、易于调试与生产。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供基于ltcc技术的弯折耦合线带通滤波器，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
6.基于ltcc技术的弯折耦合线带通滤波器，该滤波器结构包括输入端口（input）、输出端口（output）、上接地层（gnd1）、下接地层（gnd2）、前接地层（gnd3）、后接地层（gnd4）、第一侧耦合连接线、第二侧耦合连接线、第一开路/短路耦合线、第二开路/短路耦合线、第三开路/短路耦合线、第四开路/短路耦合线、多个金属化通孔以及多个连接线；输入端口（input）设于滤波器的左边，输出端口（output）设于滤波器的右边，输入端口（input与输出端口（output）的特征阻抗均为50欧姆；滤波器上端设有上接地层（gnd1）、下端设有下接地层（gnd2）、前端设有前接地层（gnd3）、后端设有后接地层（gnd4）；第一侧耦合连接线位于滤波器内部的左边，第二侧耦合连接线位于滤波器内部的右边，第一侧耦合连接线与第二侧耦合连接线在同层；第一开路/短路耦合线位于第一侧耦合连接线的后上方，第二开路/短路耦合线位于第二侧耦合连接线的后下方，第三开路/短路耦合线位于第一侧耦合连接线的前下方，第四开路/短路耦合线位于第二侧耦合连接线的前上方；第一开路/短路耦合线与第四开路/短路耦合线在同层，第二开路/短路耦合线与第三开路/短路耦合线在同层。第一侧耦合连接线包括上层耦合连接线和下层耦合连接线，上层耦合连接线左端悬空，右端通过连接线连接第二侧耦合连接线的上层耦合连接线，下层耦合连接线左端通过连接线连接输入端口，右端通过连接线连接金属通孔，通过金属通孔连接第三开路/短路耦合线；第二侧耦合连接线包括上层耦合连接线和下层耦合连接线，上层耦合连接线左端通过连接线连接第一侧耦合连接线的上层耦合连接线，右端悬空，下层耦合连接线左端接线连接金属
通孔，通过金属通孔连接第四开路/短路耦合线，右端通过连接线连接输出端口（output）；第一开路/短路耦合线位于第一侧耦合连接线的后上方，第一开路/短路耦合线的一端通过金属化过孔与下接地层（gnd2）相连，所述第一开路/短路耦合线的另一端通过金属化过孔连接连接线与第一侧耦合连接线和第二侧耦合连接线相连；第二开路/短路耦合线位于第二侧耦合连接线的后下方，第二开路/短路耦合线的一端通过金属化过孔连接连接线与第一侧耦合连接线和第二侧耦合连接线相连，所述第二开路/短路耦合线的另一端通过金属化过孔与下接地层（gnd2）相连；第三开路/短路耦合线位于第一侧耦合连接线的前下方，第三开路/短路耦合线的一端通过金属化过孔与下接地层（gnd2）相连，所述第三开路/短路耦合线的另一端通过金属化通孔连接连接线，通过连接线连接第一侧耦合连接线的下层耦合连接线；第四开路/短路耦合线位于第二侧耦合连接线的前上方，第四开路/短路耦合线的一端通过金属化通孔连接连接线，通过连接线连接第二侧耦合连接线的下层耦合连接线，所述第四开路/短路耦合线的另一端通过金属化通孔与下接地层（gnd2）相连。
7.作为本实用新型进一步的方案：所述的第一侧耦合连接线、第二侧耦合连接线具有不同的长度、宽度，所述的第一开路/短路耦合线、第二开路/短路耦合线具有相同的长度、宽度，所述的第三开路/短路耦合线、第四开路/短路耦合线的长度、宽度具有相同的长度、宽度，所述的第一侧耦合连接线、第二侧耦合连接线、第一开路/短路耦合线、第二开路/短路耦合线、第三开路/短路耦合线、第四开路/短路耦合线均具有相同的耦合间距，均是垂直耦合无偏移。
8.作为本实用新型进一步的方案：所述的第一侧耦合连接线、第二侧耦合连接线、第一开路/短路耦合线、第二开路/短路耦合线、第三开路/短路耦合线、第四开路/短路耦合线的长度均为该带通滤波器通带中心频率波长的四分之一，所述的一侧耦合连接线、第二侧耦合连接线、第一开路/短路耦合线、第二开路/短路耦合线、第三开路/短路耦合线、第四开路/短路耦合线的线宽均为0.1-0.3mm，所述的一侧耦合连接线、第二侧耦合连接线、第一开路/短路耦合线、第二开路/短路耦合线、第三开路/短路耦合线、第四开路/短路耦合线耦合间距均为0.115mm。
9.作为本实用新型进一步的方案：所述第一开路/短路耦合线上层的一端开路，第一开路/短路耦合线上层的另一端通过金属化过孔连接连接线，通过连接线连接第一侧耦合连接线与第二侧耦合连接线，第一开路/短路耦合线下层的一端通过金属化过孔与下接地层（gnd2）相连，第一开路/短路耦合线下层的另一端悬空；所述第二开路/短路耦合线上层的一端通过金属化过孔连接连接线，通过连接线连接第一侧耦合连接线与第二侧耦合连接线，第二开路/短路耦合线上层的另一端开路，第二开路/短路耦合线下层的一端悬空，第二开路/短路耦合线下层的另一端通过金属化过孔与下接地层（gnd2）相连；所述第三开路/短路耦合线上层的一端开路，第三开路/短路耦合线上层的另一端通过金属化过孔连接连接线，通过连接线连接第一侧耦合连接线，第三开路/短路耦合线下层的一端通过金属化过孔与下接地层（gnd2）相连，第三开路/短路耦合线下层的另一端悬空；所述第四开路/短路耦合线上层的一端通过金属化过孔连接连接线，通过连接线连接第二侧耦合连接线，第四开路/短路耦合线上层的另一端开路，所述第四开路/短路耦合线下层的一端悬空，第四开路/短路耦合线下层的另一端通过金属化过孔与下接地层（gnd2）相连。
10.作为本实用新型进一步的方案：所述的一侧耦合连接线、第二侧耦合连接线、第一
开路/短路耦合线、第二开路/短路耦合线、第三开路/短路耦合线、第四开路/短路耦合线均为蛇形线结构。
11.作为本实用新型进一步的方案：所述的一种基于ltcc技术的弯折耦合线带通滤波器由多层低温共烧陶瓷工艺制成。
12.作为本实用新型再进一步的方案：第一侧耦合连接线、第二侧耦合连接线、这两对耦合线上下层每一段的宽度均相等，第一侧耦合连接线的宽度（从左至右）分别为0.3mm、0.1mm、0.1mm、0.2mm、0.1mm、0.1mm、0.2mm、0.2mm，第二侧耦合连接线的宽度（从左至右）分别为0.3mm、0.2mm、0.1mm、0.2mm、0.2mm、0.1mm、0.2mm、0.3mm，第一开路/短路耦合线、第二开路/短路耦合线、第三开路/短路耦合线、第四开路/短路耦合线存在上下层不完全垂直耦合，第一开路/短路耦合线上层的线宽（从左至右）分别为0.3mm、0.3mm、0.2mm、0.3mm、0.2mm，第一开路/短路耦合线下层的线宽（从左至右）分别为0.2mm、0.3mm、0.3mm、0.2mm、0.3mm、0.2mm，第二开路/短路耦合线上层的线宽（从左至右）分别为0.2mm、0.3mm、0.2mm、0.3mm、0.3mm，第二开路/短路耦合线下层的线宽（从左至右）分别为0.2mm、0.3mm、0.2mm、0.3mm、0.3mm、0.3mm，第三开路/短路耦合线与第四开路/短路耦合线的线宽均为0.11mm。
13.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型采用六对弯折耦合线，通过调节耦合线各段线长可以调节滤波器的中心频率和耦合线的阻抗匹配，通过调节耦合线间距、线宽等参量可以有效地改变耦合量，从而控制带宽，本实用新型通过两对侧耦合线连接到四对开路/短路耦合线，频率选择性高、阻带抑制良好。本实用新型采用ltcc多层立体弯折绕线分布，有效地减小了电路尺寸，六对耦合线均具有相同的耦合间距，均是垂直耦合无偏移。
附图说明
14.图1为基于ltcc技术的弯折耦合线带通滤波器的三维结构示意图。
15.图2为基于ltcc技术的弯折耦合线带通滤波器的主视结构示意图。
16.图3为基于ltcc技术的弯折耦合线带通滤波器的仿真结果示意图。
17.其中：第一侧耦合连接线1、第一上层耦合连接线11、第一下层耦合连接线12、第二侧耦合连接线2、第二上层耦合连接线21、第二下层耦合连接线22、第一开路/短路耦合线3、第二开路/短路耦合线4、第三开路/短路耦合线5、第四开路/短路耦合线6。
具体实施方式
18.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
19.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
20.以下结合具体实施例对本实用新型的具体实现进行详细描述。
21.如图1、图2、图3所示，为本实用新型的一个实施例提供的基于ltcc技术的弯折耦
合线带通滤波器的结构图，包括输入端口（input）、输出端口（output）、上接地层（gnd1）、下接地层（gnd2）、前接地层（gnd3）、后接地层（gnd4）、第一侧耦合连接线（1）、第二侧耦合连接线（2）、第一开路/短路耦合线（3）、第二开路/短路耦合线（4）、第三开路/短路耦合线（5）、第四开路/短路耦合线（6）、多个金属化通孔以及多个连接线；
22.输入端口（input）设于滤波器的左边，输出端口（output）设于滤波器的右边，输入端口（input与输出端口（output）的特征阻抗均为50欧姆；
23.滤波器上端设有上接地层（gnd1）、下端设有下接地层（gnd2）、前端设有前接地层（gnd3）、后端设有后接地层（gnd4）；
24.第一侧耦合连接线（1）位于滤波器内部的左边，第二侧耦合连接线（2）位于滤波器内部的右边，第一侧耦合连接线（1）与第二侧耦合连接线（2）在同层；第一开路/短路耦合线（3）位于第一侧耦合连接线（1）的后上方，第二开路/短路耦合线（4）位于第二侧耦合连接线（2）的后下方，第三开路/短路耦合线（5）位于第一侧耦合连接线（1）的前下方，第四开路/短路耦合线（6）位于第二侧耦合连接线（2）的前上方；第一开路/短路耦合线（3）与第四开路/短路耦合线（6）在同层，第二开路/短路耦合线（4）与第三开路/短路耦合线（5）在同层。
25.第一侧耦合连接线（1）包括上层耦合连接线（11）和下层耦合连接线（12），上层耦合连接线（11）左端悬空，右端通过连接线连接第二侧耦合连接线（2）的上层耦合连接线（21），下层耦合连接线（12）左端通过连接线连接输入端口（input），右端通过连接线连接金属通孔，通过金属通孔连接第三开路/短路耦合线（5）；
26.第二侧耦合连接线（2）包括上层耦合连接线（21）和下层耦合连接线（22），上层耦合连接线（21）左端通过连接线连接第一侧耦合连接线（1）的上层耦合连接线（11），右端悬空，下层耦合连接线（22）左端接线连接金属通孔，通过金属通孔连接第四开路/短路耦合线（6），右端通过连接线连接输出端口（output）；
27.第一开路/短路耦合线（3）位于第一侧耦合连接线（1）的后上方，第一开路/短路耦合线（3）的一端通过金属化过孔与下接地层（gnd2）相连，所述第一开路/短路耦合线（3）的另一端通过金属化过孔连接连接线与第一侧耦合连接线（1）和第二侧耦合连接线（2）相连；
28.第三开路/短路耦合线（5）位于第一侧耦合连接线（1）的前下方，第三开路/短路耦合线（5）的一端通过金属化过孔与下接地层（gnd2）相连，所述第三开路/短路耦合线（5）的另一端通过金属化通孔连接连接线，通过连接线连接第一侧耦合连接线（1）的下层耦合连接线（12）；
29.第四开路/短路耦合线（6）位于第二侧耦合连接线（2）的前上方，第四开路/短路耦合线（6）的一端通过金属化通孔连接连接线，通过连接线连接第二侧耦合连接线（2）的下层耦合连接线（22），所述第四开路/短路耦合线（6）的另一端通过金属化通孔与下接地层（gnd2）相连。
30.如图1、图2、图3所示，作为本实用新型的一种优选实施例，所述的第一侧耦合连接线（1）、第二侧耦合连接线（2）具有不同的长度、宽度，所述的第一开路/短路耦合线（3）、第二开路/短路耦合线（4）具有相同的长度、宽度，所述的第三开路/短路耦合线（5）、第四开路/短路耦合线（6）的长度、宽度具有相同的长度、宽度，所述的第一侧耦合连接线（1）、第二侧耦合连接线（2）、第一开路/短路耦合线（3）、第二开路/短路耦合线（4）、第三开路/短路耦合线（5）、第四开路/短路耦合线（6）均具有相同的耦合间距，均是垂直耦合无偏移。
31.如图2所示，作为本实用新型的一种优选实施例，所述的第一侧耦合连接线（1）、第二侧耦合连接线（2）、第一开路/短路耦合线（3）、第二开路/短路耦合线（4）、第三开路/短路耦合线（5）、第四开路/短路耦合线（6）的长度均为该带通滤波器通带中心频率波长的四分之一，所述的一侧耦合连接线（1）、第二侧耦合连接线（2）、第一开路/短路耦合线（3）、第二开路/短路耦合线（4）、第三开路/短路耦合线（5）、第四开路/短路耦合线（6）的线宽均为0.1-0.3mm，所述的一侧耦合连接线（1）、第二侧耦合连接线（2）、第一开路/短路耦合线（3）、第二开路/短路耦合线（4）、第三开路/短路耦合线（5）、第四开路/短路耦合线（6）耦合间距均为0.115mm。
32.如图1、图2、图3所示，作为本实用新型的一种优选实施例，所述第一开路/短路耦合线（3）上层的一端开路，第一开路/短路耦合线（3）上层的另一端通过金属化过孔连接连接线，通过连接线连接第一侧耦合连接线（1）与第二侧耦合连接线（2），第一开路/短路耦合线（3）下层的一端通过金属化过孔与下接地层（gnd2）相连，第一开路/短路耦合线（3）下层的另一端悬空；所述第二开路/短路耦合线（4）上层的一端通过金属化过孔连接连接线，通过连接线连接第一侧耦合连接线（1）与第二侧耦合连接线（2），第二开路/短路耦合线（4）上层的另一端开路，第二开路/短路耦合线（4）下层的一端悬空，第二开路/短路耦合线（4）下层的另一端通过金属化过孔与下接地层（gnd2）相连；所述第三开路/短路耦合线（5）上层的一端开路，第三开路/短路耦合线（5）上层的另一端通过金属化过孔连接连接线，通过连接线连接第一侧耦合连接线（1），第三开路/短路耦合线（5）下层的一端通过金属化过孔与下接地层（gnd2）相连，第三开路/短路耦合线（5）下层的另一端悬空；所述第四开路/短路耦合线（6）上层的一端通过金属化过孔连接连接线，通过连接线连接第二侧耦合连接线（2），第四开路/短路耦合线（6）上层的另一端开路，所述第四开路/短路耦合线（6）下层的一端悬空，第四开路/短路耦合线（6）下层的另一端通过金属化过孔与下接地层（gnd2）相连。
33.如图1、图2、图3所示，作为本实用新型的一种优选实施例，所述的一侧耦合连接线（1）、第二侧耦合连接线（2）、第一开路/短路耦合线（3）、第二开路/短路耦合线（4）、第三开路/短路耦合线（5）、第四开路/短路耦合线（6）均为蛇形弯折线结构。
34.如图1、图2、图3所示，作为本实用新型的一种优选实施例，所述的一种基于ltcc技术的弯折耦合线带通滤波器由多层低温共烧陶瓷~工艺制成。
35.如图1、图2、图3所示，作为本实用新型的一种优选实施例，所述的第一侧耦合连接线（1）、第二侧耦合连接线（2）、这两对耦合线上下层每一段的宽度均相等，第一侧耦合连接线（1）的宽度（从左至右）分别为0.3mm、0.1mm、0.1mm、0.2mm、0.1mm、0.1mm、0.2mm、0.2mm，第二侧耦合连接线（2）的宽度（从左至右）分别为0.3mm、0.2mm、0.1mm、0.2mm、0.2mm、0.1mm、0.2mm、0.3mm，第一开路/短路耦合线（3）、第二开路/短路耦合线（4）、第三开路/短路耦合线（5）、第四开路/短路耦合线（6）存在上下层不完全垂直耦合，第一开路/短路耦合线（3）上层的线宽（从左至右）分别为0.3mm、0.3mm、0.2mm、0.3mm、0.2mm，第一开路/短路耦合线（3）下层的线宽（从左至右）分别为0.2mm、0.3mm、0.3mm、0.2mm、0.3mm、0.2mm，第二开路/短路耦合线（4）上层的线宽（从左至右）分别为0.2mm、0.3mm、0.2mm、0.3mm、0.3mm，第二开路/短路耦合线（4）下层的线宽（从左至右）分别为0.2mm、0.3mm、0.2mm、0.3mm、0.3mm、0.3mm，第三开路/短路耦合线（5）与第四开路/短路耦合线（6）的线宽均为0.11mm。
36.本实用新型的工作原理是：本实用新型是一款中心频率为0.64ghz，带宽0.54～
0.74ghz的宽带带通滤波器，带插损约为2db,驻波比优于1.5，高阻带在0.84～1.16ghz带外抑制能达到30db,低阻带0.21～0.44ghz带外抑制能达到30db体积为15mm
×
9mm
×
1 .61mm，共14层，每层生磁带的厚度为0.115mm，h1为1.61mm，h2为0.345mm，h3为0.115mm，h4为0.345mm，h5为0.115mm，h6为0.345mm，h7为0.115mm，h8为0.23mm，采用六对蛇形弯折耦合线，通过调节耦合线各段线长可以调节滤波器的中心频率和耦合线的阻抗匹配，通过调节耦合线间距、线宽等参量可以有效地改变耦合量，从而控制带宽，本实用新型通过两对侧耦合线连接到四对开路/短路耦合线，频率选择性高、阻带抑制良好，采用ltcc多层立体弯折绕线分布，有效地减小了滤波器的尺寸，相对于现有的平面滤波器，其小型化优势十分明显。
37.上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。