[发明专利]一种基于慢波谐振器的末端耦合紧凑型LTCC滤波器

说明书

本发明涉及带通滤波器领域，具体地说，是一种基于慢波谐振器的末端耦合紧凑型LTCC滤波器。主要包括滤波器本体，所述滤波器总体尺寸为15×2×0.3mm，所述滤波器本体由五节长度为半波长的谐振器级联构成，所述级联结构为级联多段拓扑结构，所述谐振器为慢波结构，所述慢波结构由电感电容级联构成，所述慢波结构通过减小线宽可获得电感，而增加线宽可获得电容，因此可以减小半波长谐振器的长度。每个谐振器都采用慢波结构，以减小其长度，实现小型化，同时尺寸与与传统的实现相比尺寸减少了60％，同时得到了4％的相对带宽。

技术领域

本发明涉及带通滤波器领域，具体地说，是一种基于慢波谐振器的末端耦合紧凑型LTCC滤波器。

背景技术

窄带带通滤波器在军用相控阵雷达前端系统中的应用越来越广泛。窄带带通滤波器可以采用组合结构，高温超导（HTS）技术，空腔谐振器，开路/短路短截线，慢波谐振器和末端耦合谐振器[1-3]构建。由于半波长谐振器的长度没有减小，[1-2]中的带通滤波器仅实现了约2％的尺寸的减小。尽管[4]中的带通滤波器在低温共烧陶瓷（LTCC）基板中使用堆叠结构实现了80％的尺寸减小，但[4]中带通滤波器的输入和输出端口分别位于在顶部和底部，因此难以安装或焊接在PCB板上。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明由五节长度为半波长的谐振器级联构成，每个谐振器都采用慢波结构，以减小其长度，实现小型化，该带通滤波器的总体尺寸仅为15×2×0.3mm，与传统的实现相比尺寸减少了60％，同时得到了4％的相对带宽。

为了实现上述目的，本发明采用的具体技术方案如下：

一种基于慢波谐振器的末端耦合紧凑型LTCC滤波器，主要包括滤波器本体，所述滤波器总体尺寸为15×2×0.3mm，所述滤波器本体由五节长度为半波长的谐振器级联构成，所述级联结构为级联多段拓扑结构，所述谐振器为慢波结构，所述慢波结构由电感电容级联构成，所述慢波结构通过减小线宽可获得电感，而增加线宽可获得电容，因此可以减小半波长谐振器的长度，对于给定的传输线，理想的特征阻抗Z₀和相速度Vp为以下公式：

(1)

(2)

(3)

本发明进一步改进，谐振器级联埋在3层LTCC基板中，所述LTCC基板分为层1、层2、层3，所述谐振器1和5放置于层1，谐振器2和4放置于层2，谐振器3放置于层3，底层为接地信号层，输入和输出端口分别为谐振器1和5。

本发明进一步改进，每个谐振器的特征阻抗为50Ω，电气长度为中心频率8GHz的半波长长度。

本发明进一步改进，相邻谐振器之间的宽边端耦合强度由重叠区域控制。谐振器之间的耦合效应越弱，可以获得的频带特性就越窄。由于每个谐振器是半波长的，所以慢波结构可用于减小每个谐振器的长度。由于使用了改进的慢波谐振器，每个谐振器的长度减少了约60％。

本发明的有益效果：该滤波器由五节长度为半波长的谐振器级联构成，每个谐振器都采用慢波结构，以减小其长度，实现小型化。该带通滤波器的总体尺寸仅为15×2×0.3mm，与传统的实现相比尺寸减少了60％，同时得到了4％的相对带宽。

附图说明

图1为慢波结构半波长谐振器的结构图。

图2为慢波结构半波长谐振器的等效电路图。

图3为此带通滤波器的示意图。

图4为此滤波器理想电气模型的示意图。