一種shf波段微型微波雙工器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種SHF波段微型微波雙工器，涉及一種雙工器，包括匹配電路M、第一微波濾波器F1和第二微波濾波器F2；本實用新型具有易調試、重量輕、體積小、可靠性高、電性能好、溫度穩定性好、電性能批量一致性好、成本低、可大批量生產等優點，適用于相應微波頻段的通信、衛星通信等對體積、電性能、溫度穩定性和可靠性有苛刻要求的場合和相應的系統中。
【專利說明】
一種SHF波段微型微波雙工器
技術領域
[0001 ] 本實用新型涉及一種雙工器，特別是一種SHF波段微型微波雙工器。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著移動通信、衛星通信及國防電子系統的微型化的迅速發展，高性能、低成本和小型化已經成為目前微波/射頻領域的發展方向，對微波雙工器的性能、尺寸、可靠性和成本均提出了更高的要求。描述這種部件性能的主要指標有:通帶工作頻率范圍、阻帶頻率范圍、通帶插入損耗、阻帶衰減、通帶輸入/輸出電壓駐波比、插入相移和時延頻率特性、溫度穩定性、體積、重量、可靠性等。
[0003]低溫共燒陶瓷是一種電子封裝技術，采用多層陶瓷技術，能夠將無源元件內置于介質基板內部，同時也可以將有源元件貼裝于基板表面制成無源/有源集成的功能模塊。LTCC技術在成本、集成封裝、布線線寬和線間距、低阻抗金屬化、設計多樣性和靈活性及高頻性能等方面都顯現出眾多優點，已成為無源集成的主流技術。其具有高Q值，便于內嵌無源器件，散熱性好，可靠性高，耐高溫，沖震等優點，利用LTCC技術，可以很好的加工出尺寸小，精度高，緊密型好，損耗小的微波器件。由于LTCC技術具有三維立體集成優勢，在微波頻段被廣泛用來制造各種微波無源元件，實現無源元件的高度集成。基于LTCC工藝的疊層技術，可以實現三維集成，從而使各種微型微波濾波器具有尺寸小、重量輕、性能優、可靠性高、批量生產性能一致性好及低成本等諸多優點，利用其三維集成結構特點，可以實現微型微波雙工器。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的是提供一種SHF波段微型微波雙工器，采用LTCC技術將兩個微波濾波器連接在一起，實現體積小、重量輕、可靠性高、電性能優異、使用方便、適用范圍廣、成品率高、批量一致性好、造價低、溫度性能穩定的微型微波雙工器。
[0005]為實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案:
[0006]一種SHF波段微型微波雙工器，包括匹配電路M、第一微波濾波器Fl和第二微波濾波器F2;
[0007]匹配電路M包括輸入端口 Pl、第一輸入電感Linl、第一匹配線L1、第二匹配線L2和接地端，第一匹配線LI通過第一輸入電感Linl連接第二匹配線L2，所述第一輸入電感Linl還與輸入端口 Pl連接，第一微波濾波器Fl和第二微波濾波器F2分別設于匹配電路M的左右兩側；
[0008]第一微波濾波器Fl包括第二輸入電感Lin2、第一級并聯諧振單元、第二級并聯諧振單元、第三級并聯諧振單元、第四級并聯諧振單元、第一 Z形交叉耦合電容Z1、第二 Z形交叉耦合電容Z2、第一輸出電感Lout 1、第一輸出端口 P2和接地端，所述第一微波濾波器FI設在一個5層電路基板上，所述5層電路基板從上至下依次設有第一交叉耦合電容層、第一加載電容層、第二電感諧振層、第三加載電容層和第二交叉耦合電容層，第一輸出端口 P2設于所述5層電路基板的左側，第一級并聯諧振單元、第二級并聯諧振單元、第三級并聯諧振單元和第四級并聯諧振單元從右至左依次間隔設置在所述5層電路基板上，第一 Z形交叉耦合電容Zl設在第一交叉耦合電容層上，第二 Z形交叉耦合電容Z2設在第二交叉耦合電容層上，所述第一 Z形交叉耦合電容Zl和所述第二 Z形交叉耦合電容Z2兩端均接地；
[0009]第一級并聯諧振單元包括帶狀線LU、帶狀線L21和帶狀線L31，帶狀線LU設于第一加載電容層上，帶狀線L21設于第二電感諧振層上，并且所述帶狀線L21設于所述帶狀線Lll的正下方，帶狀線L31設于第三加載電容層，并且所述帶狀線L31設于所述帶狀線L21的正下方；
[0010]第二級并聯諧振單元包括帶狀線L12、帶狀線L22和帶狀線L32，帶狀線L12設于第一加載電容層上，帶狀線L22設于第二電感諧振層上，并且所述帶狀線L32設于所述帶狀線L12的正下方，帶狀線L32設于第三加載電容層，并且所述帶狀線L32設于所述帶狀線L22的正下方；
[0011]第三級并聯諧振單元包括帶狀線L13、帶狀線L23和帶狀線L33，帶狀線L13設于第一加載電容層上，帶狀線L23設于第二電感諧振層上，并且所述帶狀線L33設于所述帶狀線L13的正下方，帶狀線L33設于第三加載電容層，并且所述帶狀線L33設于所述帶狀線L23的正下方；
[0012]第四級并聯諧振單元包括帶狀線L14、帶狀線L24和帶狀線L34，帶狀線L14設于第一加載電容層上，帶狀線L24設于第二電感諧振層上，并且所述帶狀線L34設于所述帶狀線L14的正下方，帶狀線L34設于第三加載電容層，并且所述帶狀線L34設于所述帶狀線L24的正下方；
[0013]所述帶狀線L24通過第一輸出電感Loutl連接第一輸出端口P2，帶狀線L21通過第二輸入電感Lin2連接第一匹配線LI，帶狀線L11、帶狀線L12、帶狀線L13和帶狀線L14均為前端接地后端開路;帶狀線L21、帶狀線L22、帶狀線L23和帶狀線L24均為后端接地前端開路；帶狀線L31、帶狀線L32、帶狀線L33和帶狀線L34均為前端接地后端開路；
[0014]第二微波濾波器F2包括第三輸入電感Lin3、第五級并聯諧振單元、第六級并聯諧振單元、第七級并聯諧振單元、第八級并聯諧振單元、第二輸出電感Lout2、第三Z形交叉耦合電容Z3、第四Z形交叉耦合電容Z4、第二輸出端口 P3和接地端；
[0015]第二微波濾波器F2設在一個4層電路基板上，所述4層電路基板從上至下依次設有第三交叉耦合電容層、第四加載電容層、第三電感諧振層和第四交叉耦合電容層，第二輸出端口 P3設于所述4層電路基板的右側，第五級并聯諧振單元、第六級并聯諧振單元、第七級并聯諧振單元和第八級并聯諧振單元從左至右依次間隔設置在所述4層電路基板上，第三Z形交叉耦合電容Z3設在第三交叉耦合電容層上，第四Z形交叉耦合電容Z4設在第四交叉耦合電容層上;第三Z形交叉耦合電容Z3和第四Z形交叉耦合電容Z4兩端均接地；
[0016]第五級并聯諧振單元包括帶狀線L41和帶狀線L51，帶狀線L41設于第四加載電容層上，帶狀線L51設于第三電感諧振層上，并且所述帶狀線L51設于所述帶狀線L41的正下方；
[0017]第六級并聯諧振單元包括帶狀線L42和帶狀線L52，帶狀線L42設于第四加載電容層上，帶狀線L52設于第三電感諧振層上，并且所述帶狀線L52設于所述帶狀線L42的正下方；
[0018]第七級并聯諧振單元包括帶狀線L43和帶狀線L53，帶狀線L43設于第四加載電容層上，帶狀線L53設于第三電感諧振層上，并且所述帶狀線L53設于所述帶狀線L43的正下方；
[0019]第八級并聯諧振單元包括帶狀線L44和帶狀線L54，帶狀線L44設于第四加載電容層上，帶狀線L54設于第三電感諧振層上，并且所述帶狀線L54設于所述帶狀線L44的正下方；
[0020]所述帶狀線L54通過第二輸出電感Lout2連接第二輸出端口P3，帶狀線L51通過第三輸入電感Lin3連接第二匹配線L2 ；帶狀線L41、帶狀線L42、帶狀線L43和帶狀線L44均為前端接地后端開路;帶狀線L51、帶狀線L52、帶狀線L53和帶狀線L54均為后端接地前端開路。
[0021]所述輸入端口P1、輸出端口P2和輸出端口P3均為表面貼裝的50歐姆阻抗端口。
[0022]所述一種SHF波段微型微波雙工器采用多層低溫共燒陶瓷工藝制成。
[0023]本實用新型所述的一種SHF波段微型微波雙工器，采用LTCC技術將兩個微波濾波器連接在一起，實現體積小、重量輕、可靠性高、電性能優異、使用方便、適用范圍廣、成品率高、批量一致性好、造價低、溫度性能穩定的微型微波雙工器;本實用新型采用多層低溫共燒陶瓷工藝實現，其低溫共燒陶瓷材料和金屬圖形在大約900°C溫度下燒結而成，所以具有非常高的可靠性和溫度穩定性，由于結構采用三維立體集成和多層折疊結構以及外表面金屬屏蔽實現接地和封裝，從而使體積大幅減小。
【附圖說明】
[0024]圖1是本實用新型一種SHF波段微型微波雙工器的外形結構示意圖；
[0025]圖2是本實用新型一種SHF波段微型微波雙工器中匹配電路的外形及內部結構示意圖；
[0026]圖3是本實用新型一種SHF波段微型微波雙工器中第一微波濾波器的外形及內部結構示意圖；
[0027]圖4是本實用新型一種SHF波段微型微波雙工器中第二微波濾波器的外形及內部結構示意圖；
[0028]圖5是本實用新型一種SHF波段微型微波雙工器第一輸出端口的幅頻特性曲線；
[0029]圖6是本實用新型一種SHF波段微型微波雙工器第二輸出端口的幅頻特性曲線；
[0030]圖7是本實用新型一種SHF波段微型微波雙工器輸入端口的駐波特性曲線。
【具體實施方式】
[0031]如圖1所示的一種SHF波段微型微波雙工器，包括匹配電路M、第一微波濾波器Fl和第二微波濾波器F2;
[0032]如圖2所示的匹配電路M包括輸入端口 P1、第一輸入電感Linl、第一匹配線L1、第二匹配線L2和接地端，第一匹配線LI通過第一輸入電感Linl連接第二匹配線L2，所述第一輸入電感Linl還與輸入端口 Pl連接，第一微波濾波器Fl和第二微波濾波器F2分別設于匹配電路M的左右兩側；
[0033]如圖3所示的第一微波濾波器Fl包括第二輸入電感Lin2、第一級并聯諧振單元、第二級并聯諧振單元、第三級并聯諧振單元、第四級并聯諧振單元、第一 Z形交叉耦合電容Z1、第二 Z形交叉耦合電容Z2、第一輸出電感Lout 1、第一輸出端口 P2和接地端，所述第一微波濾波器Fl設在一個5層電路基板上，所述5層電路基板從上至下依次設有第一交叉耦合電容層、第一加載電容層、第二電感諧振層、第三加載電容層和第二交叉耦合電容層，第一輸出端口 P2設于所述5層電路基板的左側，第一級并聯諧振單元、第二級并聯諧振單元、第三級并聯諧振單元和第四級并聯諧振單元從右至左依次間隔設置在所述5層電路基板上，第一 Z形交叉耦合電容Zl設在第一交叉耦合電容層上，第二 Z形交叉耦合電容Z2設在第二交叉耦合電容層上，所述第一 Z形交叉耦合電容Zl和所述第二 Z形交叉耦合電容Z2兩端均接地；
[0034]第一級并聯諧振單元包括帶狀線LU、帶狀線L21和帶狀線L31，帶狀線LU設于第一加載電容層上，帶狀線L21設于第二電感諧振層上，并且所述帶狀線L21設于所述帶狀線Lll的正下方，帶狀線L31設于第三加載電容層，并且所述帶狀線L31設于所述帶狀線L21的正下方；
[0035]第二級并聯諧振單元包括帶狀線L12、帶狀線L22和帶狀線L32，帶狀線L12設于第一加載電容層上，帶狀線L22設于第二電感諧振層上，并且所述帶狀線L32設于所述帶狀線L12的正下方，帶狀線L32設于第三加載電容層，并且所述帶狀線L32設于所述帶狀線L22的正下方；
[0036]第三級并聯諧振單元包括帶狀線L13、帶狀線L23和帶狀線L33，帶狀線L13設于第一加載電容層上，帶狀線L23設于第二電感諧振層上，并且所述帶狀線L33設于所述帶狀線L13的正下方，帶狀線L33設于第三加載電容層，并且所述帶狀線L33設于所述帶狀線L23的正下方；
[0037]第四級并聯諧振單元包括帶狀線L14、帶狀線L24和帶狀線L34，帶狀線L14設于第一加載電容層上，帶狀線L24設于第二電感諧振層上，并且所述帶狀線L34設于所述帶狀線L14的正下方，帶狀線L34設于第三加載電容層，并且所述帶狀線L34設于所述帶狀線L24的正下方；
[0038]所述帶狀線L24通過第一輸出電感Loutl連接第一輸出端口P2，帶狀線L21通過第二輸入電感Lin2連接第一匹配線LI，帶狀線L11、帶狀線L12、帶狀線L13和帶狀線L14均為前端接地后端開路;帶狀線L21、帶狀線L22、帶狀線L23和帶狀線L24均為后端接地前端開路；帶狀線L31、帶狀線L32、帶狀線L33和帶狀線L34均為前端接地后端開路；
[0039]如圖4所示的第二微波濾波器F2包括第三輸入電感Lin3、第五級并聯諧振單元、第六級并聯諧振單元、第七級并聯諧振單元、第八級并聯諧振單元、第二輸出電感Lout2、第三Z形交叉耦合電容Z3、第四Z形交叉耦合電容Z4、第二輸出端口 P3和接地端；
[0040]第二微波濾波器F2設在一個4層電路基板上，所述4層電路基板從上至下依次設有第三交叉耦合電容層、第四加載電容層、第三電感諧振層和第四交叉耦合電容層，第二輸出端口 P3設于所述4層電路基板的右側，第五級并聯諧振單元、第六級并聯諧振單元、第七級并聯諧振單元和第八級并聯諧振單元從左至右依次間隔設置在所述4層電路基板上，第三Z形交叉耦合電容Z3設在第三交叉耦合電容層上，第四Z形交叉耦合電容Z4設在第四交叉耦合電容層上;第三Z形交叉耦合電容Z3和第四Z形交叉耦合電容Z4兩端均接地；
[0041]第五級并聯諧振單元包括帶狀線L41和帶狀線L51，帶狀線L41設于第四加載電容層上，帶狀線L51設于第三電感諧振層上，并且所述帶狀線L51設于所述帶狀線L41的正下方；
[0042]第六級并聯諧振單元包括帶狀線L42和帶狀線L52，帶狀線L42設于第四加載電容層上，帶狀線L52設于第三電感諧振層上，并且所述帶狀線L52設于所述帶狀線L42的正下方；
[0043]第七級并聯諧振單元包括帶狀線L43和帶狀線L53，帶狀線L43設于第四加載電容層上，帶狀線L53設于第三電感諧振層上，并且所述帶狀線L53設于所述帶狀線L43的正下方；
[0044]第八級并聯諧振單元包括帶狀線L44和帶狀線L54，帶狀線L44設于第四加載電容層上，帶狀線L54設于第三電感諧振層上，并且所述帶狀線L54設于所述帶狀線L44的正下方；
[0045]所述帶狀線L54通過第二輸出電感Lout2連接第二輸出端口P3，帶狀線L51通過第三輸入電感Lin3連接第二匹配線L2 ；帶狀線L41、帶狀線L42、帶狀線L43和帶狀線L44均為前端接地后端開路;帶狀線L51、帶狀線L52、帶狀線L53和帶狀線L54均為后端接地前端開路。
[0046]所述輸入端口P1、輸出端口P2和輸出端口P3均為表面貼裝的50歐姆阻抗端口。
[0047]所述一種SHF波段微型微波雙工器采用多層低溫共燒陶瓷工藝制成。
[0048]如圖5-圖7所示，本實用新型一種SHF波段微型微波雙工器的尺寸為7.2mmX2mmX
1.5mm。雙工器的兩個通帶分別為3.4GHz_3.8GHz和4.9GHz_5.9GHz，輸入端口回波損耗優于13dB，輸出端口插入損耗優于1.8dB。
[0049]本實用新型所述的一種SHF波段微型微波雙工器，采用LTCC技術將兩個微波濾波器連接在一起，實現體積小、重量輕、可靠性高、電性能優異、使用方便、適用范圍廣、成品率高、批量一致性好、造價低、溫度性能穩定的微型微波雙工器;本實用新型采用多層低溫共燒陶瓷工藝實現，其低溫共燒陶瓷材料和金屬圖形在大約900°C溫度下燒結而成，所以具有非常高的可靠性和溫度穩定性，由于結構采用三維立體集成和多層折疊結構以及外表面金屬屏蔽實現接地和封裝，從而使體積大幅減小。
【主權項】
1.一種SHF波段微型微波雙工器，其特征在于:包括匹配電路M、第一微波濾波器Fl和第二微波濾波器F2; 匹配電路M包括輸入端口 Pl、第一輸入電感Linl、第一匹配線L1、第二匹配線L2和接地端，第一匹配線LI通過第一輸入電感Linl連接第二匹配線L2，所述第一輸入電感Linl還與輸入端口 Pl連接，第一微波濾波器Fl和第二微波濾波器F2分別設于匹配電路M的左右兩側； 第一微波濾波器Fl包括第二輸入電感Lin2、第一級并聯諧振單元、第二級并聯諧振單元、第三級并聯諧振單元、第四級并聯諧振單元、第一Z形交叉耦合電容Zl、第二Z形交叉耦合電容Z2、第一輸出電感Lout 1、第一輸出端口 P2和接地端，所述第一微波濾波器FI設在一個5層電路基板上，所述5層電路基板從上至下依次設有第一交叉耦合電容層、第一加載電容層、第二電感諧振層、第三加載電容層和第二交叉耦合電容層，第一輸出端口 P2設于所述5層電路基板的左側，第一級并聯諧振單元、第二級并聯諧振單元、第三級并聯諧振單元和第四級并聯諧振單元從右至左依次間隔設置在所述5層電路基板上，第一 Z形交叉耦合電容Zl設在第一交叉耦合電容層上，第二 Z形交叉耦合電容Z2設在第二交叉耦合電容層上，所述第一 Z形交叉耦合電容Zl和所述第二 Z形交叉耦合電容Z2兩端均接地； 第一級并聯諧振單元包括帶狀線LU、帶狀線L21和帶狀線L31，帶狀線LU設于第一加載電容層上，帶狀線L21設于第二電感諧振層上，并且所述帶狀線L21設于所述帶狀線Lll的正下方，帶狀線L31設于第三加載電容層，并且所述帶狀線L31設于所述帶狀線L21的正下方； 第二級并聯諧振單元包括帶狀線L12、帶狀線L22和帶狀線L32，帶狀線L12設于第一加載電容層上，帶狀線L22設于第二電感諧振層上，并且所述帶狀線L32設于所述帶狀線L12的正下方，帶狀線L32設于第三加載電容層，并且所述帶狀線L32設于所述帶狀線L22的正下方； 第三級并聯諧振單元包括帶狀線L13、帶狀線L23和帶狀線L33，帶狀線L13設于第一加載電容層上，帶狀線L23設于第二電感諧振層上，并且所述帶狀線L33設于所述帶狀線L13的正下方，帶狀線L33設于第三加載電容層，并且所述帶狀線L33設于所述帶狀線L23的正下方； 第四級并聯諧振單元包括帶狀線L14、帶狀線L24和帶狀線L34，帶狀線L14設于第一加載電容層上，帶狀線L24設于第二電感諧振層上，并且所述帶狀線L34設于所述帶狀線L14的正下方，帶狀線L34設于第三加載電容層，并且所述帶狀線L34設于所述帶狀線L24的正下方； 所述帶狀線L24通過第一輸出電感Loutl連接第一輸出端口 P2，帶狀線L21通過第二輸入電感Lin2連接第一匹配線LI，帶狀線L11、帶狀線L12、帶狀線L13和帶狀線L14均為前端接地后端開路;帶狀線L21、帶狀線L22、帶狀線L23和帶狀線L24均為后端接地前端開路;帶狀線L31、帶狀線L32、帶狀線L33和帶狀線L34均為前端接地后端開路； 第二微波濾波器F2包括第三輸入電感Lin3、第五級并聯諧振單元、第六級并聯諧振單元、第七級并聯諧振單元、第八級并聯諧振單元、第二輸出電感Lout2、第三Z形交叉耦合電容Z3、第四Z形交叉耦合電容Z4、第二輸出端口 P3和接地端； 第二微波濾波器F2設在一個4層電路基板上，所述4層電路基板從上至下依次設有第三交叉耦合電容層、第四加載電容層、第三電感諧振層和第四交叉耦合電容層，第二輸出端口P3設于所述4層電路基板的右側，第五級并聯諧振單元、第六級并聯諧振單元、第七級并聯諧振單元和第八級并聯諧振單元從左至右依次間隔設置在所述4層電路基板上，第三Z形交叉耦合電容Z3設在第三交叉耦合電容層上，第四Z形交叉耦合電容Z4設在第四交叉耦合電容層上;第三Z形交叉耦合電容Z3和第四Z形交叉耦合電容Z4兩端均接地； 第五級并聯諧振單元包括帶狀線L41和帶狀線L51，帶狀線L41設于第四加載電容層上，帶狀線L51設于第三電感諧振層上，并且所述帶狀線L51設于所述帶狀線L41的正下方； 第六級并聯諧振單元包括帶狀線L42和帶狀線L52，帶狀線L42設于第四加載電容層上，帶狀線L52設于第三電感諧振層上，并且所述帶狀線L52設于所述帶狀線L42的正下方； 第七級并聯諧振單元包括帶狀線L43和帶狀線L53，帶狀線L43設于第四加載電容層上，帶狀線L53設于第三電感諧振層上，并且所述帶狀線L53設于所述帶狀線L43的正下方； 第八級并聯諧振單元包括帶狀線L44和帶狀線L54，帶狀線L44設于第四加載電容層上，帶狀線L54設于第三電感諧振層上，并且所述帶狀線L54設于所述帶狀線L44的正下方； 所述帶狀線L54通過第二輸出電感Lout2連接第二輸出端口 P3，帶狀線L51通過第三輸入電感Lin3連接第二匹配線L2;帶狀線L41、帶狀線L42、帶狀線L43和帶狀線L44均為前端接地后端開路;帶狀線L51、帶狀線L52、帶狀線L53和帶狀線L54均為后端接地前端開路。2.如權利要求1所述的一種SHF波段微型微波雙工器，其特征在于:所述輸入端口Pl、輸出端口P2和輸出端口P3均為表面貼裝的50歐姆阻抗端口。3.如權利要求1所述的一種SHF波段微型微波雙工器，其特征在于:所述一種SHF波段微型微波雙工器采用多層低溫共燒陶瓷工藝制成。
【文檔編號】H01P1/208GK205564923SQ201620329698
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月19日
【發明人】戴永勝, 陳相治
【申請人】戴永勝, 陳相治