欢迎来到知嘟嘟! 联系电话:13095918853 卖家免费入驻,海量在线求购! 卖家免费入驻,海量在线求购!
知嘟嘟
我要发布
联系电话:13095918853
知嘟嘟经纪人
收藏
专利号: 2020100727632
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电子电路
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
价格&联系人
年费信息
委托购买

摘要:

权利要求书:

1.中心频率可调绝对带宽固定的LTCC滤波器,其特征在于包括五个外部端口和内部滤波结构;

内部滤波结构从下至上依次包括九层金属层:

第一层包括第一焊盘(1‑1)、第二焊盘(1‑2)、第三焊盘(1‑3)、第四焊盘(1‑4)、第五焊盘(1‑5)、第六焊盘(1‑6)、第七焊盘(1‑7)、第八焊盘(1‑8),以及焊接的各种集总元件;各种集总元件包括两个电阻R1、R2,两个电容C11、C6,两个可调电容Tuning_C1、Tuning_C2;第三焊盘(1‑3)、第七焊盘(1‑7)通过金属柱与第三层的微带线连接;第一焊盘(1‑1)、第五焊盘(1‑5)为短路状态,通过金属柱与第三层的微带线连接;第四焊盘(1‑4)、第八焊盘(1‑8)通过金属柱与第二层地面连接;第二焊盘(1‑2)、第三焊盘(1‑3)之间焊接电容C11;第六焊盘(1‑6)、第七焊盘(1‑7)之间焊接电容C6;第一焊盘(1‑1)、第二焊盘(1‑2)之间焊接电阻R1;

第五焊盘(1‑5)、第六焊盘(1‑6)之间焊接电阻R2;第二焊盘(1‑2)、第四焊盘(1‑4)之间焊接一个可调电容Tuning_C1;第六焊盘(1‑6)、第八焊盘(1‑8)之间焊接一个可调电容Tuning_C2;

第二层为地面,包括第一金属贴片(2‑1),第一金属贴片(2‑1)为对应两边边缘开有轴对称第一L型槽(2‑2)的方形金属块,且在两第一L型槽(2‑2)间开有两个轴对称的第一通孔(2‑3);

第三层为高阻抗微带线,包括第一微带线(3‑1)、第二微带线(3‑2)、第三微带线(3‑3);

第一微带线(3‑1)与第二微带线(3‑2)轴对称,第三微带线(3‑3)与第一微带线(3‑1)、第二微带线(3‑2)均垂直设置,且留有空隙;第一微带线(3‑1)为两臂高度不一致的凵结构,第一微带线(3‑1)、第二微带线(3‑2)的开口朝向相反;第一微带线(3‑1)的较低臂端与第一层第三焊盘(1‑3)的一端通过金属柱穿过第一通孔(2‑3)连接;第二微带线(3‑2)的较低臂端与第一层第七焊盘(1‑7)的一端通过金属柱穿过第一通孔(2‑3)连接;第三微带线(3‑3)的两端分别与第一层第一焊盘(1‑1)、第五焊盘(1‑5)通过金属柱穿过第一L型槽(2‑2)连接;

第四层为地面,包括第二金属贴片(4‑1),第二金属贴片(4‑1)为两对应边其中一边中心开有第二矩形槽(4‑3),另一边开有第二L型槽(4‑2)的方形金属块;方形金属块的第三边开有两个第二通孔(4‑4);

第五层为低阻抗微带线,包括两条轴对称的第四微带线(5‑1)、第五微带线(5‑2);第四微带线(5‑1)为两臂高度不一致的凵结构,第四微带线(5‑1)、第五微带线(5‑2)的开口朝向一致;第四微带线(5‑1)的一端与第三层第一微带线(3‑1)的较高臂端通过金属柱穿过第二通孔(4‑4)连接;第五微带线(5‑2)的一端与第三层第二微带线(3‑2)的较高臂端通过金属柱穿过第二通孔(4‑4)连接;

第六层包括两条轴对称的第六微带线(6‑1)、第七微带线(6‑2);第六微带线(6‑1)为两臂高度不一致的凵结构,其开口与第五层第四微带线(5‑1)开口朝向相同;其中第六微带线(6‑1)与第五层第四微带线(5‑1)通过金属柱连接,相互耦合形成输入端耦合电容;第七微带线(6‑2)与第五微带线(5‑2)通过金属柱连接,相互耦合形成输出端耦合电容;

第七层包括两条轴对称的第八L型微带线(7‑1)、第九L型微带线(7‑2);第八L型微带线(7‑1)的一端通过金属柱与第六层第六微带线(6‑1)连接,另一端变宽设置;第九L型微带线(7‑2)的一端通过金属柱与第六层第七微带线(6‑2)连接,另一端变宽设置;

第八层为地面,包括第三金属贴片(8‑1),第三金属贴片(8‑1)为两对应边其中一边中心开有第三矩形槽(8‑3),另一边开有第三L型槽(8‑2)的方形金属块;

第九层包括第九焊盘(9‑1)、第十焊盘(9‑2)、第十一焊盘(9‑3)、第十二焊盘(9‑4)、第十三焊盘(9‑5);第十焊盘(9‑2)通过其侧边与第七层第八L型微带线(7‑1)变宽端连接封口作为输入端口;第十三焊盘(9‑5)通过其侧边与第七层第九L型微带线(7‑2)变宽端连接封口作为输出端口;第十一焊盘(9‑3)通过其侧边与第一层接地焊盘(1‑9)连接封口作为接地端口;第十二焊盘(9‑4)与第三层第三微带线(3‑3)通过金属柱连接,并通过其侧边与第一层第五焊盘(1‑5)连接封口作为频率控制端口;第九焊盘(9‑1)通过其侧边、金属柱与第二层、第四层、第八层中的一个地面连接作为接地端口;

由第一微带线(3‑1)、第二微带线(3‑2)、第四微带线(5‑1)、第五微带线(5‑2)、电容C11、电容C6、可调电容Tuning_C1、可调电容Tuning_C2以及连接它们的金属柱分别构成两个谐振器;

调节第三层第一微带线(3‑1)、第二微带线(3‑2)的间距控制磁耦合强弱,调节第五层第四微带线(5‑1)、第五微带线(5‑2)的间距控制电耦合强弱;

通过改变第六层第六微带线(6‑1)、第七微带线(6‑2)的间距控制源负载耦合大小。

2.如权利要求1所述的中心频率可调绝对带宽固定的LTCC滤波器,其特征在于第三层第一微带线(3‑1)靠近第三微带线(3‑3)的一臂高度低于远离第三微带线(3‑3)的另一臂高度;第五层第四微带线(5‑1)靠近第五微带线(5‑2)的一臂高度低于远离第五微带线(5‑2)的另一臂高度;第六层第六微带线(6‑1)较低臂的高度大于第四微带线(5‑1)较低臂的高度,较高臂的高度与第四微带线(5‑1)较高臂的高度一致。

3.如权利要求1或2所述的中心频率可调绝对带宽固定的LTCC滤波器,其特征在于第三矩形槽(8‑3)与第四层第二矩形槽(4‑3)结构相同;第三L型槽(8‑2)与第四层第二L型槽(4‑

2)结构相同。

4.基于权利要求1‑3任一所述的中心频率可调绝对带宽固定的LTCC滤波器的仿真方法,其特征在于所述方法包括耦合系数K的仿真过程和外部Q值Qe的仿真过程;

所述耦合系数K的仿真过程具体是:

K=mij*fbw, 由 得|fe‑fo|≈mij*bw;其中mij为耦合矩阵中的元素

值,i,j=1,2,3…n,i≠j;fe和fo为偶模频率和奇模频率;f1为中心频率;bw为设计带宽;由公式可知|fe‑fo|参数只与mij和bw有关,与中心频率f1无关;具体是:步骤(1)、将可调电容的可调范围分为n等份,分别为Cx1,Cx2,Cx3,…Cxn,其中n为自然数且n≥2;改变电容值改变中心频率f1;

步骤(2)、计算理论|fe‑fo|值,并做出|fe‑fo|参数相比不同电容值Cx1,Cx2,Cx3,…Cxn的理想|fe‑fo|参数曲线,该曲线为直线;

步骤(3)、依次设置可调电容Tuning_C1和可调电容Tuning_C2的电容值为Cx1,Cx2,Cx3,…Cxn,两个可调电容容值相等,仿真得到|fe‑fo|值设为bw1,bw2,bw3,…bwn;

步骤(4)、画出仿真的|fe‑fo|参数相比不同电容值Cx1,Cx2,Cx3,…Cxn的仿真|fe‑fo|参数曲线,与理想|fe‑fo|参数曲线做对比;

步骤(5)、若仿真|fe‑fo|参数曲线明显偏离理想|fe‑fo|参数曲线,则改变第三层中第一微带线(3‑1)与第二微带线(3‑2)两臂的高度、微带线长度、两微带线间距,改变第五层中第四微带线(5‑1)、第五微带线(5‑2)两臂的高度、微带线长度和两微带线间距,然后重新执行步骤(3)、(4)、(5);

步骤(6)、若仿真|fe‑fo|参数曲线在理想|fe‑fo|参数曲线上下波动,则取仿真|fe‑fo|参数曲线中最大值和最小值为bwmax和bwmin;如果|bwmax‑bwmin|>10MHZ,则改变第三层中第一微带线(3‑1)与第二微带线(3‑2)两臂的高度、微带线长度、两微带线间距,改变第五层中第四微带线(5‑1)、第五微带线(5‑2)两臂的高度、微带线长度和两微带线间距,然后重新执行步骤(3)、(4)、(5)、(6);如果|bwmax‑bwmin|≤10MHZ则仿真结束;

所述外部Q值Qe的仿真过程具体是:

由 得 其中ms1为输入端与相邻谐振

器耦合系数;t为仿真环境中只有输入端和相邻谐振器的情况下,从输入端仿真得到的中心频率处的群时延;由公式可知t参数与中心频率f1无关;具体是:步骤(1)、将可调电容的可调范围分为n等份,分别为Cx1,Cx2,Cx3,…Cxn;其中n为自然数且n≥2,n越大精度越高;改变电容改变中心频率f1;

步骤(2)、计算理论t值,并做出t参数相比不同电容值Cx1,Cx2,Cx3,…Cxn的理想t参数曲线;该曲线为直线;

步骤(3)、依次设置可调电容Tuning_C1和可调电容Tuning_C2的电容值为Cx1,Cx2,Cx3,…Cxn,两个可调电容容值相等,仿真得到t参数值,设为t1,t2,t3,…tn;

步骤(4)、画出仿真的t参数相比不同电容值Cx1,Cx2,Cx3,…Cxn的仿真t参数曲线,与理想t参数曲线做对比;

步骤(5)、若仿真t参数曲线明显偏离理想t参数曲线,则改变第六层中第六微带线(6‑

1)、第七微带线(6‑2)两臂的高度,微带线长度,两微带线间距,改变第七层第八L型微带线(7‑1)、第九L型微带线(7‑2)与第六层第六微带线(6‑1)、第七微带线(6‑2)的连接位置,然后重新执行步骤(3)、(4)、(5);

步骤(6)、若仿真t参数曲线在理想t参数曲线上下波动,则取仿真t参数曲线中最大值‑9

和最小值为tmax和tmin;如果|tmax‑tmin|>2*10 ,则改变第六层中第六微带线(6‑1)、第七微带线(6‑2)两臂的高度、微带线长度、两微带线间距,改变第七层第八L型微带线(7‑1)、第九L型微带线(7‑2)与第六层第六微带线(6‑1)、第七微带线(6‑2)的连接位置,然后重新执行‑9步骤(3)、(4)、(5)、(6);如果|tmax‑tmin|≤2*10 则仿真结束。