[发明专利]一种基于谐振器耦合的LTCC滤波巴伦

说明书

技术领域

本发明涉及可应用于射频前端电路中的滤波巴伦电路，具体涉及一种基于谐振器耦合的LTCC滤波巴伦。

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。

巴伦是一种不可或缺的射频前端器件，它广泛应用于混频，放大等电路中的平衡与不平衡转换。在很多电路应用中，巴伦需要连接一个滤波器来作为对信号的筛选，这样必然增加了电路的成本，体积以及复杂性，所以为了降低通信系统的成本和缩小体积，把巴伦和滤波器的性能整合到一个电路中就很有必要。近年来，越来越多的方法被提出来设计滤波巴伦。首先，可以把巴伦和滤波器两个电路通过内部匹配电路整合为一个滤波巴伦，这是最简单的方法；但是这样得到的电路拓扑结构比较复杂，相对来说体积也比较大。然后另一种方法就是在带通滤波器上实现巴伦的功能，这种方法是使用了输入与输出端口相位不平衡特性，这样得到的电路拓扑结构比较简单，但是这需要一些特定的滤波器结构才能实现，不具有普遍的设计方法。此外，还有一些高度对称的四端口网络也用来实现滤波巴伦的特性。而本发明中所采用的基于谐振器耦合实现的滤波巴伦是通过谐振器本身的相位特性实现的巴伦效果，利用半波长谐振器两开路端等幅反相的特性，使两个滤波网络之间有180^o的相位差，形成滤波巴伦。

为了得到以上方法所述的滤波巴伦，各种各样的技术已经被用来制作电路，比如波导，腔体，印制电路板等，虽然滤波巴伦工作性能可以得到保证，但是结构的复杂性使得最终得到的射频器件体积往往比较大，不利于在实际中的广泛使用。

发明内容

为了克服以上提到的射频器件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谐振器耦合的LTCC滤波巴伦。该滤波巴伦采用低温共烧陶瓷技术，即LTCC技术，极大地缩小了器件的体积。LTCC多层结构的滤波巴伦除了具有小型化、轻量化的优点，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巴伦没有的特点。

本发明的目的采用如下技术方案实现：

一种基于谐振器耦合的LTCC滤波巴伦，其特征在于整个滤波巴伦为LTCC多层结构，由十层介质基板、十一层导体层以及十个金属化过孔组成；所述的十层介质基板为LTCC陶瓷介质基板，由下而上顺次层叠；十一层导体层的原材料均采用金属银，并使用LTCC印刷工艺印制于介质基板的表面；第一导体层与第二导体层之间介质基板的厚度范围为0.05mm~0.15mm，第二导体层与第三导体层介质基板的厚度范围为0.15mm~0.25mm，第三导体层与第四导体层介质基板的厚度范围为0.15mm~0.25mm，第四导体层与第五导体层之间介质基板的厚度范围为0.05mm~0.15mm，第五导体层与第六导体层之间介质基板的厚度范围为0.15mm~0.25mm，第六导体层与第七导体层之间介质基板的厚度范围为0.05mm~0.15mm,第七导体层与第八导体层之有两层介质基板的厚度范围为0.15mm~0.25mm,第八导体层与第九导体层之间介质基板的厚度范围为0.15mm~0.25mm,第九导体层与第十导体层之间介质基板的厚度范围为0.05mm~0.15mm，第十导体层与第十一导体层之间介质基板的厚度范围为0.15mm~0.25mm。

上述的一种基于谐振器耦合的LTCC滤波巴伦中，由第三导体层、第四导体层、第七导体层、第九导体层和第十导体层组成了一个半波长谐振器和两个四分之一波长谐振器；第三导体层由两条弯折成n形并呈左右对称放置的第五带状线和第六带状线构成，第五带状线的两端分别为第九端和第十端，第六带状线的两段分别为第十一端和第十二端；第四导体层由左右对称的第七带状线和第八带状线构成，第七带状线的两端分别为第十三端和第十四端，第八带状线的两端分别为第十五端和第十六端；第七导体层由第十带状线经多次弯折而成，其两端分别为第十九端和第二十端；第九导体层由第十一带状线和第十二带状线构成，第十一带状线的两端分别为第二十一端和第二十二端，第十二带状线的两端分别为第二十三端和第二十四端；第十导体层由两条弯折且呈中心对称放置的第十三带状线和第十四带状线构成，第十三带状线的两端分别为第二十五端和第二十六端，第十四带状线的两端分别为第二十七端和第二十八端；所述的第三导体层、第四导体层和第十导体层构成了两个四分之一波长谐振器，第七导体层和第九导体层构成了一个半波长谐振器并分别与两个四分之一波长谐振器耦合形成两个滤波网络；