一種多元低溫共燒陶瓷ltcc微波射頻電路及使用其的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及低溫共燒陶瓷技術，具體涉及一種多元低溫共燒陶瓷LTCC微波射頻電路及使用其的方法。
【背景技術】
[0002]射頻是專指具有一定波長可用于無線電通信的電磁波，用來產生射頻信號的高頻電路稱為射頻電路，基本上是由無源元件、有源器件和無源網絡組成。射頻電路工作頻率比較高，從幾百kHz到幾百GHz。
[0003]在微波電子電路中，電磁波的波長和元件的尺寸相近，傳統的集總參數元件因分布參數過大將無法使用，這種情況下通常用微帶線來等效集總參數元件。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是提供一種多元低溫共燒陶瓷LTCC微波射頻電路及使用其的方法，能夠縮小低溫共燒陶瓷LTCC器件的體積，提高LTCC器件的抗干擾能力和穩定性。
[0005]本發明解決上述技術問題的技術方案如下:
[0006]—方面，本發明提供了一種多元低溫共燒陶瓷LTCC微波射頻電路，所述微波射頻電路包括:
[0007]頂層天線陣列單元(I)、中層濾波器單元(2)、下層耦合單元(3)以及若干層低溫共燒陶瓷基板⑷；
[0008]所述每一層低溫共燒陶瓷基板(4)均嵌入有若干個金屬過孔(5);所述頂層天線陣列單元(I)、中層濾波器單元(2)和下層耦合單元(3)均埋置于不同層的低溫共燒陶瓷基板(4)中，且所述不同層的低溫共燒陶瓷基板(4)之間通過嵌入的金屬過孔(5)連接；
[0009]所述中層濾波器單元(2)位于所述頂層天線陣列單元(I)和下層耦合單元(3)之間。
[0010]另一方面，本發明提供了一種采用多元低溫共燒陶瓷LTCC微波射頻電路的方法，所述方法包括:
[0011]S1、向多元低溫共燒陶瓷LTCC微波射頻電路中輸入微波信號；
[0012]S2、所述微波信號經過下層耦合單元(3)耦合后，并經過中層濾波器單元(2)濾波后，通過頂層天線陣列單元(I)將濾波后的微波信號發射出去。
[0013]本發明提供的一種多元低溫共燒陶瓷LTCC微波射頻電路及使用其的方法，采用激光打孔、微孔注漿等技術將無源元件埋置到低溫共燒陶瓷基板內部，實現了多元集成電路的小型化要求，低溫共燒陶瓷技術的埋置式結構和可控層厚技術，為多元集成電路的緊湊型和可靠性提供了保證；并通過采用微帶線層間電磁耦合的方式有效降低了 LTCC器件自身的電磁干擾，提高LTCC器件的抗干擾能力和穩定性，減小了 LTCC器件的體積。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明實施例一的一種多元低溫共燒陶瓷LTCC微波射頻電路結構示意圖；
[0015]圖2為實施例一中頂層天線陣列單元的結構示意圖；
[0016]圖3為本發明實施例一中中層濾波器單元的結構示意圖；
[0017]圖4為本發明實施例一種中層濾波器單元中的第一帶通濾波電路連接示意圖；
[0018]圖5為本發明實施例一中中層濾波單元中的第二帶通濾波電路連接示意圖；
[0019]圖6為本發明實施例一中中層濾波單元中的低通濾波電路連接示意圖；
[0020]圖7為本發明實施例一中中層濾波單元的高通濾波電路連接示意圖；
[0021]圖8為本發明實施例一中中層濾波單元的多路輸入、一路輸出示意圖；
[0022]圖9為本發明實施例二的一種采用多元低溫共燒陶瓷LTCC微波射頻電路的方法流程圖。
【具體實施方式】
[0023]以下結合附圖對本發明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發明，并非用于限定本發明的范圍。
[0024]實施例一、一種多元低溫共燒陶瓷LTCC微波射頻電路。下面結合圖1-圖8對本實施例提供的微波射頻電路進行詳細描述。
[0025]參見圖1，本實施例提供的微波射頻電路包括頂層天線陣列單元1、中層濾波器單元2、下層耦合單元3以及若干層低溫共燒陶瓷基板4。所述每一層低溫共燒陶瓷基板4均嵌入有若干個金屬過孔5。所述頂層天線陣列單元1、中層濾波器單元2和下層耦合單元3均埋置于不同層的低溫共燒陶瓷基板4中，且所述不同層的低溫共燒陶瓷基板4之間通過嵌入的金屬過孔5連接。所述中層濾波器單元2位于所述頂層天線陣列單元I和下層耦合單元3之間。
[0026]所述電路包括3-20層低溫共燒陶瓷基板4，所述低溫共燒陶瓷基板4的介電常數范圍為5-50。所述低溫共燒陶瓷基板4的長度范圍為2-40mm，寬度范圍為2_40mm，厚度范圍為0.05-5mm ;金屬過孔5的直徑范圍為0.05-lmm,其厚度范圍為0.05_5mm。
[0027]所述頂層天線陣列單元1、中層濾波器單元2以及下層耦合單元3均由金屬導體微帶線構成。參見圖2，所述頂層天線陣列單元I包括主干微帶線11、末節微帶線12和M行N列天線終端13陣列組成，其中，M、N均為正整數。所述M行N列天線終端13間隔排列組成矩形陣列，第m行天線終端13間通過所述末節微帶線12連接，所述第η列天線終端13之間通過所述主干微帶線11連接，所述主干微帶線11固定連接所述末節微帶線12，其中，m、η為正整數，m的取值為Ρ..Μ，η的取值為I...N。所述第m行天線終端13等間距排列，所述第η列天線終端13等間距排列，其中，主干微帶線11的寬度范圍為0.l-5mm，末節微帶線12的寬度范圍為0.01-5mm，天線終端13的面積為0.01_25mm。
[0028]參見圖3，所述中層濾波器單元2由上層發夾式微帶線21和下層發夾式微帶線22組成，所述上層發夾式微帶線21和下層發夾式微帶線22均由金屬導體微帶線構成，其中，金屬導體微帶線的寬度范圍為0.l-5mm。所述上層發夾式微帶線21和下層發夾式微帶線22分布在不同層的低溫共燒陶瓷基板4上，通過嵌入低溫共燒陶瓷基板4中的金屬過孔5連接。所述上層發夾式微帶線21和下層發夾式微帶線22以部分重疊的方式分別分布在不同層的低溫共燒陶瓷基板4上，所述上層發夾式微帶線21和下層發夾式微帶線22的寬度范圍均為0.l-5mm，且均為U型結構，其中，U型結構的長度范圍為2_40mm，寬度范圍為
2-40mm，兩者重疊部分的長度范圍為2_40mm。所述中層濾波器單元2包括第一帶通濾波電路、第二帶通濾波電路、高通濾波電路和低通濾波電路。
[0029]圖4為第一帶通濾波電路，為LC諧振濾波電路，根據其幅頻特性，它是一個通頻帶較窄的帶通濾波器；圖5為第二帶通濾波電路示意圖，第二帶通濾波電路為具有較寬帶寬的帶通濾波電路，由一個高通濾波電路和一個低通濾波電路共同構成；圖6為一階低通濾波電路不意圖；圖7為一.階尚通濾波電路，滿足中層濾波單兀2多路輸入的條件，本實施例中提供了四路輸入，一路輸出，參見圖8，四路輸入分別為81、82、83和84，一路輸出為85，輸入的數量也可以增加或減少，比如，可以增加為五路輸入，本實施例不作限定。
[0030]參見圖8為中層濾波器單元2的整體結構框圖，包含多路輸入，一路輸出。其中，濾波電路中的電容、電感、電阻均采用微帶線實現，本實施例提供的多元低溫共燒陶瓷LTCC微波射頻電路通過在陶瓷基片上刻制微帶槽，然后注入漿液最后燒結制成。
[0031]實施例二、一種采用多