[发明专利]一种低温共烧高通滤波器

说明书

技术领域

本发明属于微波功能器件技术领域，具体涉及一种低温共烧高通滤波器。

背景技术

微波滤波器作为微波系统中最重要的无源器件之一，被广泛应用在射频通信电路中，进而对特定频率信号进行有效的滤除，得到需要的频率信号。高通滤波器是一种允许高于截止频率的高频信号通过，阻止频率低于截止频率的信号通过的滤波器。随着工业技术的不断进步和发展，新型电子系统对组装密度和功能的要求不断增加，微波滤波器正朝着小型化，高性能的方向发展。故而，减小滤波器的体积以及提高滤波器的性能仍然是滤波器研究领域中的两大重要课题。

为了优化滤波器的性能和减小体积，基于低温共烧陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramic，LTCC)技术的多层滤波器设计近来备受关注。从LTCC滤波器的诞生至今，研究人员提出了大量结构去实现LTCC滤波器的功能，就目前来看，LTCC滤波器主要分为两类：LC型滤波器和带状线型滤波器。对于带状线型滤波器是使用传输线作为谐振单元，产生谐振点实现滤波功能。然而，带状线型滤波器在制作的过程中，由于工艺误差，会存在滤波器合格率不高的现象。而LC型的滤波器是使用较细的传输线通过绕线方式去实现电感功能，而电容是通过建立平行板电容来实现的。这种实现方式在生产时合格率较高，但存在尺寸较大且结构复杂的不足，提高了制作难度，不利于滤波器的微型化。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种新型低温共烧高通滤波器，通过金属片之间新颖的耦合方式实现了电容和电感的集成，进而形成滤波电路，从而获得通带损耗小，通带频率宽的高通滤波器。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种低温共烧高通滤波器，包括：介质层中内电极包括：金属接地层，金属接地层的上方设有第一LC滤波结构、第一接地电感、第二接地电感，第二LC滤波结构和第三LC滤波结构；第一LC滤波结构和第二LC滤波结构的形状和尺寸相近，二者均包括平面蛇形金属片及位于平面蛇形金属片上方或者下方与之部分耦合的平行金属片；第一LC滤波结构中的下层平行蛇形金属片的一端与第一输入输出电极连接，其另一端为开路，第二LC滤波结构中的上层平行蛇形金属片的一端与第二输入输出电极连接，其另一端为开路；两个平行金属片部分交错并设置在介质层中不同平面内，两个平行金属片的一端形成弯折形耦合部分，所述弯折形耦合部分构成第三LC滤波结构，两个平行金属片的另一端分别与其相应平面蛇形金属片部分耦合；

第一接地电感的一端在靠近所述弯折形耦合部分的位置与上层平行金属片相连，其另一端与设于输入输出电极相对面上的外接地金属层相连，所述第一接地电感与下层平面蛇形金属片部分耦合；第二接地电感的一端在靠近所述弯折形耦合部分的位置与下层平行金属片相连，其另一端与设于输入输出电极相对面上的外接地金属层相连，所述第二接地电感与上层平面蛇形金属片部分耦合；并且，所述第一接地电感与所述第二接地电感互不耦合。

进一步地，本发明中平面蛇形金属片是由多个金属片单元首尾相连形成迂回状弯折结构。

根据本发明实施例，本发明中平面蛇形金属片的弯折角度为直角。

进一步地，本发明中平行金属片包括相连的耦合金属片和连接金属片，耦合金属片形状与平面蛇形金属片耦合部分形状相近。

进一步地，本发明中金属接地层是采用LTCC工艺制作，在介质层上印刷银电极，将接地金属层与设于介质层相对面的两个外接地金属层相连，实现接地金属层接地，进而为内部电极提供参考地。

本发明中三个LC滤波结构顺序连接，并且第一LC滤波结构和第二LC滤波结构分别与两个外接输入输出电极连接，实现外部信号的输入和输出，两个接地电感分别与第一LC滤波结构和第二LC滤波结构连接，形成了五阶LC电路滤波形式。

本发明中LC滤波结构使用LTCC工艺制作，具体是使用平面蛇形金属片作为电感元件以及位于其上方或者下方的平行金属片通过部分耦合形成平板式电容。根据本领域普通知识可知：平面蛇形金属片的形状和尺寸以及平行金属片与蛇形金属片的耦合面积和二者间距，可以根据实际设计滤波器性能需求进行合理设置，故此本发明中对上述几个技术特征不做限定。

本发明中通过将外接输入金属和外接输出电极分别与第一LC滤波结构和第二LC滤波结构相连，用以实现外部信号的输入和输出。本发明中LC滤波结构使用LTCC工艺制作，具体地是使用蛇形电感和电容，

进一步地，本发明提供了一个用于通带在5GHz～10GHz范围内的低温共烧高通滤波器的技术方案，具体如下：