[发明专利]一种基于多层技术的复合介质毫米波滤波器

说明书

本发明公开了一种复合介质的毫米波带通滤波器，具有多层电路结构。通过在主体电路四周设置干扰隔离墙，并在不同的电路层区域分别使用对应的介质体材料，可在极小的封装体积内实现毫米波滤波器良好的选频特征，利用不用介质体材料的特性最大限度减小非相关谐振单元之间的互耦，降低寄生参数的影响。本发明提出的复合介质毫米波滤波器，能够在最大插损仅为1.2dB的情况下，实现高达30dB的阻带抑制，具有小型化、低插损、高隔离的特点。所述毫米波带通滤波器包括复合介质体、主体电路层、干扰隔离墙和介质体底部外电极，所述外电极分别为输入端口、输出端口和接地端口，接地端口包括顶层接地端口和底层接地端口。

技术领域

本发明涉及滤波器，具体涉及一种基于多层技术的复合介质毫米波滤波器。

背景技术

随着第五代移动通信技术的快速发展，移动数据流量暴增，不能再依赖于各个低频段无线传输及组网技术的演进，需要采取更多的无线频谱资源。毫米波技术可以通过提升频谱带宽来实现超高速无线数据传播，从而成为5G通讯技术中的关键之一。滤波器作为通信系统中的关键性器件，承担着频率选择的重要作用，其性能对通信系统的传输质量有着至关重要的影响。在宽带和超宽带信道化收发组件中，滤波器作为必不可少的组成部分，其性能好坏也将直接影响到整个收发组件的性能。因此，研究小体积、高性能的毫米波滤波器无论在民用还是军用领域都有着重要的理论和实际意义。

传统的微带滤波器为半开放结构，体积较大，且阶数越高，插入损耗也越大。悬置微带滤波器和基片集成波导滤波器结构较为复杂，调试过程繁琐且体积较大，很难大规模应用。为了优化滤波器性能并减小体积，基于低温共烧陶瓷技术的多层滤波器设计技术近来备受关注。低温共烧陶瓷技术(LTCC)具有高频特性好、可靠性高、性能稳定、成本低、集成度高等特点，能够将无源器件和有源器件有效的结合在一起，非常适合民用通信、军用雷达、精确制导、电子对抗等各种小型化微波、毫米波电路的集成化发展。

然而，在非常紧凑的体积空间内集成多个毫米波频段的谐振单元以实现LTCC滤波器良好的选择特性，很容易引起非相关谐振单元之间的互耦和串扰，产生不必要的寄生通带，造成滤波器电路的Q值降低，插损增大，带外抑制变差。因此，需要一种体积小、插损低、带外抑制高、集成度高、工艺结构简单适合大批量生产的毫米波带通滤波器及其设计方法，以满足日益发展的高集成无线通讯终端对5G毫米波滤波器等微波元器件小体积、高集成和高性能的要求。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种基于多层技术的复合介质毫米波滤波器。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于多层技术的复合介质毫米波滤波器，所述复合介质毫米波滤波器设置为多层电路，分别包括复合介质体、主体电路层、干扰隔离墙、外电极，其中，所述主体电路层内置于所述复合介质体内部，所述干扰隔离墙环绕于所述主体电路层四周，所述外电极分设于所述主体电路层的顶部和底部。

上述方案的有益效果是，通过在主体电路四周设置干扰隔离墙，并在不同的电路层区域分别使用对应的介质体材料，可在极小的封装体积内实现毫米波滤波器良好的选频特征，利用不用介质体材料的特性最大限度减小非相关谐振单元之间的互耦，降低寄生参数的影响。

进一步的，所述主体电路层包括设置于所述多层电路的第三电路层的第一谐振单元、第三谐振单元和第五谐振单元，设置于所述多层电路的第四电路层的第二谐振单元和第四谐振单元，以及设置于第三电路层的第一开路支节和第二开路支节。

进一步的，所述第一谐振单元、第二谐振单元、第三谐振单元、第四谐振单元和第五谐振单元为带状线结构，首尾依次通过所述多层电路的层间耦合，用于实现滤波器的通带传输特性。

进一步的，所述第一开路支节和第二开路支节均为带状线结构，其中所述第一开路支节与所述第二谐振单元通过层间耦合，用于实现所述复合介质毫米波滤波器的第一阻带零点；所述第二开路支节与所述第四谐振单元通过层间耦合，用于实现所述复合介质毫米波滤波器的第二阻带零点。