[发明专利]超小型化LTCC双工器及射频前端电路

说明书

本发明公开了一种超小型化LTCC双工器及射频前端电路，双工器包括十四层介质基板和十三层导体层，每层介质基板为LTCC介质基板，十四层介质基板由下而上顺次层叠，十三层导体层使用LTCC印刷工艺印制于十四层介质基板的表面，十三层导体层通过集总元件形成两个滤波器分支，集总元件包括多个多层电感和多个双层电容，两个滤波器分支包括一个工作于低频段的低通滤波器分支和一个工作于高频段的带通滤波器分支，低通滤波器分支与带通滤波器分支连接，从而构成双工器。本发明使用集总元件构建低通滤波器和带通滤波器，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，插入损耗小等传统微带双工器没有的特点。

技术领域

本发明涉及一种双工器，尤其是一种超小型化LTCC双工器及射频前端电路，属于无线通信技术领域。

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。

随着无线技术的发展，对射频器件电路尺寸的要求越来越小。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，虽然所实现的双工器性能可以得到保证，但是由于上述工艺的特性，所实现的双工器体积往往比较大，在部分无线应用场景中无法使用，因此需要更小体积、更高集成的双工器。针对这个需求，开发了多层低温共烧陶瓷（LTCC）技术。许多射频元件采用LTCC技术进行设计，包括双工器。

双工器是射频前端电路的基本模块，目前已经出现了许多采用LTCC技术的小型双工器。常用的方法之一是将微带传输线、耦合线和谐振器等分布元件折叠成多层LTCC结构。另一种设计方法是利用LTCC结构构造集总元件，包括电容和电感，然后利用这些集总元件设计双工器。虽然使用这两种方法的LTCC双工器已被广泛报道，但能实现0402（或1 mm×0.5 mm）封装尺寸的设计很少。随着无线设备的日益集成化和小型化，具有超小型化尺寸的双工器仍然面临挑战。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有射频器件的缺点与不足，提供了一种超小型化LTCC双工器，该双工器采用LTCC技术，极大地缩小了器件的体积，通过在三维LTCC结构中使用集总元件构建低通滤波器和带通滤波器，能够应用于2.4/5GHz双频段，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，插入损耗小等传统微带双工器没有的特点。

本发明的另一目的在于提供一种射频前端电路。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种超小型化LTCC双工器，包括十四层介质基板和十三层导体层，每层介质基板为LTCC介质基板，十四层介质基板由下而上顺次层叠，十三层导体层使用LTCC印刷工艺印制于十四层介质基板的表面，十三层导体层通过集总元件形成两个滤波器分支，所述集总元件包括多个多层电感和多个双层电容，两个滤波器分支包括一个工作于低频段的低通滤波器分支和一个工作于高频段的带通滤波器分支，所述低通滤波器分支与带通滤波器分支连接，从而构成双工器；

十三层导体层分别为第一导体层、第二导体层、第三导体层、第四导体层、第五导体层、第六导体层、第七导体层、第八导体层、第九导体层、第十导体层、第十一导体层、第十二导体层和第十三导体层；

所述第二导体层、第三导体层、第四导体层和第五导体层构成第一并联谐振枝节；所述第七导体层和第八导体层构成第一串联谐振枝节；第十导体层、第十一导体层、第十二导体层和第十三导体层构成第二并联谐振枝节；将第一并联谐振枝节、第一串联谐振枝节和第二并联谐振枝节串联，构成低通滤波器分支；

所述第一导体层、第二导体层、第三导体层、第四导体层、第五导体层、第六导体层和第八导体层构成带通滤波器分支的基本谐振器；所述第九导体层、第十导体层和第十一导体层构成第三并联谐振枝节；所述第十一导体层和第十二导体层构成第二串联谐振枝节；将基本谐振器、第三并联谐振枝节和第二串联谐振枝节依次串联，构成带通滤波器分支。