一種uhf波段外負載功分平衡濾波器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及濾波器技術領域，尤其是一種UHF波段外負載功分平衡濾波器。
【背景技術】
[0002]隨著現代電子和通信技術的迅猛發展，各種電子設備都需要多種電子器件，它們的功能是對微波信號進行處理和轉換，這就需要用到一種重要的微波無源器件一功率分配器(功分器)。它是一種將一路信號能量分為兩路或者多路輸出相等或不相等能量的器件，如果將其反轉使用，則是將幾路信號合成一路信號的功率合成器，所以功分器可廣泛應用于軍事、民用電子通信系統。
[0003]耦合器的作用是將信號不均勻分配給直通端和耦合端，可與功分濾波器相連，增加頻率使用范圍，提高綜合性能，所以迫切需要一種超高頻外負載功分平衡濾波器，這也對濾波器的綜合性能提出了更高的要求。這種平衡濾波器的主要指標有:帶外抑制性、時延頻率特性、阻帶衰減、相位延遲性、品質因數等。平衡濾波器允許一定頻段的信號通過，抑制低于或高于該頻段的信號、干擾和噪聲以及平衡各路功分濾波器性能。而其加工工藝有很多種類，近年來國內外大多采用的是低溫共燒陶瓷技術。
[0004]低溫共燒陶瓷是近年發展起來的整合組件技術，已經成為無源集成的主流技術，成為無源元件領域的發展方向。其采用多層陶瓷技術，能夠將無源元件內置于介質基板內部，同時也可以將有源元件貼裝于基板表面制成無源/有源集成的功能模塊。利用LTCC制備片式無源集成器件和模塊有許多優點，陶瓷材料具有優良的高頻高品質特性，使用電導率高的金屬材料作為導體，有利于系統的品質因子，也可適應大電流及耐高溫的要求，其可將無源組件埋入多層電路基板，有利于提高系統組裝密度，易于實現多層布線與封裝一體化結構，可提高可靠性、耐高溫、高濕等惡劣環境，采用非連續式的生產工藝，便于基板燒成前對每一層布線和互聯通孔進行質量檢測，降低成本。由于LTCC技術具有三維立體集成優勢，在微波頻段被廣泛用來制造各種微波無源元件，實現無源元件的高度集成。基于LTCC工藝的疊層技術，可以實現三維集成，從而使各種微型微波濾波器具有尺寸小、重量輕、性能優、可靠性高、批量生產性能一致性好及低成本等諸多優點，利用其三維集成結構特點，可以實現UHF波段外負載功分平衡濾波器。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于實現一種由帶狀線結構實現的體積小、耐高溫、低成本、高品質、穩定性好、可靠性高、材料一致性好、成品率高的UHF波段外負載功分平衡濾波器。
[0006]本發明的上述目的通過獨立權利要求的技術特征實現，從屬權利要求以另選或有利的方式發展獨立權利要求的技術特征。
[0007]為達成上述目的，本發明提出一種UHF波段外負載功分平衡濾波器，包括一個微波功分器、兩個外負載定向耦合器與四個平衡濾波器。微波功分器包括50歐姆阻抗第一輸入端口、輸入電感、第一 λ/4傳輸線、第二 λ/4傳輸線、100歐姆電阻、第一輸出電感、第二輸出電感、50歐姆阻抗第一輸出端口、50歐姆阻抗第二輸出端口和接地端。其中，輸入電感一端與50歐姆阻抗第一輸入端口連接，另一端與第一 λ/4傳輸線、第二 λ/4傳輸線連接，第一 λ/4傳輸線的另一端與100歐姆電阻一端連接，第二 λ/4傳輸線另一端與100歐姆電阻另一端連接。第一輸出電感一端與第一 λ/4傳輸線連接，另一端與50歐姆阻抗第一輸出端口連接，第二輸出電感一端與第二 λ /4傳輸線連接，另一端與50歐姆阻抗第二輸出端口連接。第一定向耦合器包括50歐姆阻抗第二輸入端口、第一匹配線、50歐姆阻抗第一直通端口、第二匹配線、50歐姆阻抗第一耦合端口、第三匹配線、50歐姆阻抗第一隔離端口、第四匹配線、第一雙螺旋結構的寬邊耦合帶狀線、第二雙螺旋結構的寬邊耦合帶狀線和接地端，其中，第一雙螺旋結構的寬邊耦合帶狀線垂直位于第二雙螺旋結構的寬邊耦合帶狀線上方，第一匹配線、第二雙螺旋結構的寬邊耦合帶狀線和第二匹配線在同一平面，第一匹配線與50歐姆阻抗第二輸入端口連接，第二匹配線與50歐姆阻抗第一直通端口連接，第二雙螺旋結構的寬邊耦合帶狀線一端與第一匹配線連接，第二雙螺旋結構的寬邊耦合帶狀線另一端與第二匹配線連接；第三匹配線、第一雙螺旋結構的寬邊耦合帶狀線和第四匹配線在同一平面，第三匹配線與50歐姆阻抗第一耦合端口連接，第四匹配線與50歐姆阻抗第一隔離端口連接，第一雙螺旋結構的寬邊耦合帶狀線一端與第三匹配線連接，第一雙螺旋結構的寬邊耦合帶狀線另一端與第四匹配線連接。第二定向耦合器包括50歐姆阻抗第三輸入端口、第五匹配線、50歐姆阻抗第二直通端口、第六匹配線、50歐姆阻抗第二耦合端口、第七匹配線、50歐姆阻抗第二隔離端口、第八匹配線、第三雙螺旋結構的寬邊耦合帶狀線、第四雙螺旋結構的寬邊耦合帶狀線和接地端，其中，第三雙螺旋結構的寬邊耦合帶狀線垂直位于第四雙螺旋結構的寬邊耦合帶狀線上方，第五匹配線、第四雙螺旋結構的寬邊耦合帶狀線和第六匹配線在同一平面，第五匹配線與50歐姆阻抗第三輸入端口連接，第六匹配線與50歐姆阻抗第二直通端口連接，第四雙螺旋結構的寬邊耦合帶狀線一端與第五匹配線連接，第四雙螺旋結構的寬邊耦合帶狀線另一端與第六匹配線連接；第七匹配線、第三雙螺旋結構的寬邊耦合帶狀線和第八匹配線在同一平面，第七匹配線與50歐姆阻抗第二耦合端口連接，第八匹配線與50歐姆阻抗第二隔離端口連接，第三雙螺旋結構的寬邊耦合帶狀線一端與第七匹配線連接，第三雙螺旋結構的寬邊耦合帶狀線另一端與第八匹配線連接。
[0008]第一平衡濾波器包括50歐姆阻抗第四輸入端口、第二輸入電感、第一級并聯諧振單元、第二級并聯諧振單元、第三級并聯諧振單元、第四級并聯諧振單元、第五級并聯諧振單元、第六級并聯諧振單元、第三輸出電感、第四輸出電感、第一 Z形級間耦合帶狀線、接地端。各級并聯諧振單元均由三層帶狀線組成，第二層帶狀線垂直位于第三層帶狀線上方，第一層帶狀線垂直位于第二層帶狀線上方，第一級并聯諧振單元由第一層的第一帶狀線、第二層的第二帶狀線、第三層的第三帶狀線并聯而成，第二級并聯諧振單元由第一層的第四帶狀線、第二層的第五帶狀線、第三層的第六帶狀線并聯而成，第三級并聯諧振單元由第一層的第七帶狀線、第二層的第八帶狀線、第三層的第九帶狀線并聯而成，第四級并聯諧振單元由第一層的第十帶狀線、第二層的第十一帶狀線、第三層的第十二帶狀線并聯而成，第五級并聯諧振單元由第一層的第十三帶狀線、第二層的第十四帶狀線、第三層的第十五帶狀線并聯而成，第六級并聯諧振單元由第一層的第十六帶狀線、第二層的第十七帶狀線、第三層的第十八帶狀線并聯而成，其中，50歐姆阻抗第四輸入端口與第二輸入電感一端連接，第一級并聯諧振單元的第二層的第二帶狀線與第二輸入電感另一端連接，第六級級并聯諧振單元的第二層的第十七帶狀線與第三輸出電感一端連接，第四輸出電感一端與第六級并聯諧振單元的第三層的第十八帶狀線連接，第一 Z形級間耦合帶狀線位于并聯諧振單元的下方。每層帶狀線接地端相同，一端接地，另一端開路，第二層與第一、三層接地端相反，第一Z形級間耦合帶狀線兩端均接地。
[0009]第二平衡濾波器包括50歐姆阻抗第五輸入端口、第三輸入電感、第一級并聯諧振單元、第二級并聯諧振單元、第三級并聯諧振單元、第四級并聯諧振單元、第五級并聯諧振單元、第六級并聯諧振單元、第五輸出電感、第六輸出電感、第二 Z形級間耦合帶狀線、接地端。各級并聯諧振單元均由三層帶狀線組成，第二層帶狀線垂直位于第三層帶狀線上方，第一層帶狀線垂直位于第二層帶狀線上方，第一級并聯諧振單元由第一層的第十九帶狀線、第二層的第二十帶狀線、第三層的第二十一帶狀線并聯而成，第二級并聯諧振單元由第一層的第二十二帶狀線、第二層的第二十三帶狀線、第三層的第二十四帶狀線并聯而成，第三級并聯諧振單元由第一層的第二十五帶狀線、第二層的第二十六帶狀線、第三層的第二十七帶狀線并聯而成，第四級并聯諧振單元由第一層的第二十八帶狀線、第二層的第二十九帶狀線、第三層的第三十帶狀線并聯而成，第五級并聯諧振單元由第一層的第三十一帶狀線、第二層的第三十二帶狀線、第三層的第三十三帶狀線并聯而成，第六級并聯諧振單元由第一層的第三十四帶狀線、第二層的第三十五帶狀線、第三層的第三十六帶狀線并聯而成，其中，50歐姆阻抗第五輸入端口與第三輸入電感一端連接，第一級并聯諧振單元的第二層的第二帶狀線與第三輸入電感另一端連接，第六級級并聯諧振單元的第二層的第三十五帶狀線與第六輸出電感一端連接，第五輸出電感一端與第六級并聯諧振單元的第三層的第三十六帶狀線連接，第二 Z形級間耦合帶狀線位于并聯諧振單元的下方。每層帶狀線接地端相同，一端接地，另一端開路，第二層與第一、三層接地端相反，第二 Z形級間耦合帶狀線兩端均接地。
[0010]第三平衡濾波器包括50歐姆阻抗第六輸入端口、第四輸入電感、第一級并聯諧振單元、第二級并聯諧振單元、第三級并聯諧振單元、第四級并聯諧振單元、第五級并聯諧振單元、第六級并聯諧振單元、第七輸出電感、第八輸出電感、第三Z形級間耦合帶狀線、接地端。各級并聯諧振單元均由三層帶狀線組成，第二層帶狀線垂直位于第三層帶狀線上方，第一層帶狀線垂直位于第二層帶狀線上方，第一級并聯諧振單元由第一層的第三十七帶狀線、第二層的第三十八帶狀線、第三層的第三十九帶狀線并聯而成，第二級并聯諧振單元由第一層的第四十帶狀線、第二層的第四十一帶狀線、第三層的第四十二帶狀線并聯而成，第三級并聯諧振單元由第一層的第四十三帶狀線、第二層的第四十四帶狀線、第三層的第四十五帶狀線并聯而成，第四級并聯諧振單元由第一層的第四十六帶狀線、第二層的第四十七帶狀線、第三層的第四十八帶狀線并聯而成，第五級并聯諧振單元由第一層的第四十九帶狀線、第二層的第五十帶狀線、第三層的第五十一帶狀線并聯而成，第六級并聯諧振單元由第一層的第五十二帶狀線、第二層的第五十三帶狀線、第三層的第五十四帶狀線并聯而成，其中，50歐姆阻抗第六輸入端口與第四輸入電感一端連接，第一級并聯諧振單元的第二層的第三十八帶狀線與第四輸入電感另一端連接，第六級級并聯諧振單元的第二層的第五十三帶狀線與第七輸出電感一端連接，第八輸出電感一端與第六級并聯諧振單元的第三層的第五十四帶狀線連接，第三Z形級間耦合帶狀線位于并聯諧振單元的下方。每層帶狀線接地端相同，一端接地，另一端開路，第二層與第一層接地端相反，第三Z形級間耦合帶狀線兩端均接地。
[0011]第四平衡濾波器包括50歐姆阻抗第七輸入端口、第五輸入電感、第一級并聯諧振單元、第二級并聯諧振單元、第三級并聯諧振單元、第四級并聯諧振單元、第五級并聯諧振單元、第六級并聯諧振單元、第九輸出電感、第十輸出電感、第四Z形級間耦合帶狀線、接地端。各級并聯諧振單元均由三層帶狀線組成，第二層帶狀線垂直位于第三層帶狀線上方，第一層帶狀線垂直位于第二層帶狀線上方，第一級并聯諧振單元由第一層的第五十