CN103618124B - 一种叠层片式双工器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种双工器,特别是有关新型叠层片式双工器,包括陶瓷基体,设置在陶瓷基体内部的低通滤波器和高通滤波器,设置在陶瓷基体外侧四周的接线端口,该接线端口包括接地端口、公共端口(P2)、高频段输出端口(P4)和低频段输出端口(P6),其特征在于:所述低通滤波器和高通滤波器通过公共端口(P2)连接,低通滤波器的另一端连接低频段输出端口(P6),高通滤波器的另一端连接高频段输出端口(P4),低通滤波器和高通滤波器构成了电路层,所述电路层呈叠层结构。
Description
技术领域
本发明公开一种双工器,特别是有关叠层片式双工器,可用于移动电话、平板电脑以及其他各种通讯设备中。
背景技术
双工器,也称为分频器,是一种特殊的双向三端口滤波器件,在多频***中具有不可或缺的作用,随着现代科学技术的飞速发展,便携式电子设备应用越来越广泛、功能越来越多、尺寸也越来越小,各种多频***也开始广泛应用于手机、无线网络设备等。因此对移动通信***终端器件如滤波器、双工器等元器件的要求越来越高,不仅要求性能可靠、***损耗低,而且体积要小并具有高选择性。
发明内容
本发明提供一种叠层片式双工器,该双工器采用集总参数设计的特殊结构,由一个低通滤波器和一个高通滤波器组成及采用LTCC成型技术集成到同一陶瓷体中,然后利用900℃低温共烧而成。本发明采用的技术方案是:一种新型叠层片式双工器,包括陶瓷基体,设置在陶瓷基体内部的低通滤波器和高通滤波器,设置在陶瓷基体外侧四周的接线端口,该接线端口包括接地端口、公共端口(P2)、高频段输出端口(P4)和低频段输出端口(P6),所述低通滤波器和高通滤波器通过公共端口(P2)连接,低通滤波器的另一端连接低频段输出端口(P6),高通滤波器的另一端连接高频段输出端口(P4),低通滤波器和高通滤波器构成了电路层,所述电路层呈叠层结构。
进一步的,所述低通滤波器包括电感L1、电容C1和电容C2,其中电感L1和电容C1并联后的一端连接至公共端口(P2),电感L1和电容C1并联后的另一端与低频段输出端口(P6)连接,低频段输出端口(P6)经电容C2连接接地端口。
进一步的,所述高通滤波器包括电感L2、电容C3、电容C4、电容C5,其中电容C3的一端连接至公共端口(P2),电容C3的另一端与电容C5一端连接,电容C5的另一端连接高频段输出端口(P4),电感L2一端与电容C3和电容C5的公共连接端相连接,电感L2的另一端与电容C4一端连接,电容C4的另一端连接接地端口。
进一步的,所述电路层共有6层,其中,
第一层为,在陶瓷介质基板上印制有两块相互绝缘金属平面导体,分别为第一电容基片和第十六电容基片,且第一电容基片的第一内部端点(1a)连接高频段输出端口(P4),第十六电容基片的第二内部端点(1b)连接第一接地端口(P5),第十六电容基片的第三内部端点(1c)连接第二接地端口(P3);
第二层设置在第一层上方,第二层为,在陶瓷介质基板上印制有三块相互绝缘金属平面导体,分别为第二电容基片、第十七电容基片和第十五电容基片,且第十五电容基片的第四内部端点(2a)连接低频段输出端口(P6),第二电容基片连接第一点柱(4-1),第十七电容基片连接第二点柱(4-2);
第三层设置在第二层上方,第三层为,在陶瓷介质基板上印制有两块金属平面导体,分别为第十三电容基片形成一块金属平面导体,第三电容基片和第十四电容基片结合形成另一块金属平面导体,其中第三电容基片和第十四电容基片结合后设置在陶瓷介质基板上,且第十三电容基片的第五内部端点(3a)连接第一接地端口(P5),第十四电容基片的第六内部端点(3b)连接公共端口(P2);
第四层设置在第三层上方,第四层为,在陶瓷介质基板上印制有两个相互绝缘金属线圈,分别为第五电感线圈和第十二电感线圈,且第十二电感线圈的第八内部端点(4b)连接低频段输出端口(P6),第十二电感线圈的第七内部端点(4a)连接第五点柱(9-1),第五电感线圈的第九内部端点(4c)连接第一点柱(4-1),第五电感线圈的第十内部端点(4d)连接第三点柱(7-1);
第五层设置在第四层上方,第五层为,在陶瓷介质基板上印制有两个相互绝缘金属线圈,分别为第六电感线圈和第十一电感线圈,且第十一电感线圈的第十一内部端点(5a)连接第五点柱(9-1),第六电感线圈的第十二内部端点(5b)连接第三点柱(7-1),第六电感线圈的第十三内部端点(5c)连接第四点柱(7-2),第十一电感线圈的第十四内部端点(5d)连接第六点柱(9-2);
第六层设置在第五层上方,第六层为,在陶瓷介质基板上印制有两个相互绝缘金属线圈,分别为第八电感线圈和第十电感线圈,且第八电感线圈的第十五内部端点(6a)连接第二点柱(4-2),第十电感线圈的第十六内部端点(6b)连接第六点柱(9-2),第八电感线圈的第十七内部端点(6c)连接第四点柱(7-2),第十电感线圈的第十八内部端点(6d)连接公共端口(P2)。
本发明的有益效果是:本发明以LTCC(低温共烧陶瓷)技术为基础,采用集总参数模型设计实现叠层片式双工器的特殊电性能要求。本发明有效实现了低频信号和高频信号的分频功能,具有低损耗、高可靠性、低成本和适合于大规模的生产等优点,另外还适应了新的电子元件小型化发展趋势。
附图说明
图1为本发明等效电路示意图;
图2为本发明外观结构立体示意图;
图3为本发明内部结构示意图;
图4为本发明实施例中第一层电路平面结构示意图;
图5为本发明实施例中第二层电路平面结构示意图;
图6为本发明实施例中第二层与第三层之间、第三层与第四层之间点柱连接平面结构示意图;
图7为本发明实施例中第三层电路平面结构示意图;
图8为本发明实施例中第四层电路平面结构示意图;
图9为本发明实施例中第四层与第五层之间点柱连接平面结构示意图
图10为本发明实施例中第五层电路平面结构示意图;
图11为本发明实施例中第五层与第六层之间点柱连接平面结构示意图;
图12为本发明实施例中第六层电路平面结构示意图;
图中,第一电容基片1为C5电容基片,第二电容基片2为C3和C5公共电容基片,第三电容基片3为C3电容基片,第一点柱4-1及第二点柱4-2为连接C3和C5公共电容基片和接地电容C4基片之间的金属圆柱导体,第五电感线圈5为电感线圈L2第一层金属线圈,第六电感线圈6为电感线圈L2第二层金属线圈,第三点柱7-1及第四点柱7-2为连接电感线圈L2第一层与第二层、第二层与第三层线圈之间的金属圆柱导体,第八电感线圈8为电感线圈L2第三层金属线圈,第五点柱9-1及第六点柱9-2为连接电感线圈L1第一层与第二层、第二层与第三层线圈之间的金属圆柱导体,第十电感线圈10为电感线圈L1第三层金属线圈,第十一电感线圈11为电感线圈L1第二层金属线圈,第十二电感线圈12为电感线圈L1第一层金属线圈,第十三电容基片13为接地电容C4接地基片,第十四电容基片14为C1电容基片,第十五电容基片15为C1和C2公共电容基片,第十六电容基片16为C2电容接地基片,第十七电容基片17为接地电容C4基片,第一内部端点(1a)至第十八内部端点(6d)为电容基片或电感线圈的端点连接处。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
一种叠层片式双工器,包括陶瓷基体,设置在陶瓷基体内部的低通滤波器和高通滤波器,设置在陶瓷基体外侧四周的接线端口,该接线端口包括接地端口、公共端口(P2)、高频段输出端口(P4)和低频段输出端口(P6),所述低通滤波器和高通滤波器通过公共端口(P2)连接,低通滤波器的另一端连接低频段输出端口(P6),高通滤波器的另一端连接高频段输出端口(P4),低通滤波器和高通滤波器构成了电路层,所述电路层呈叠层结构。所述低通滤波器包括电感L1、电容C1和电容C2,其中电感L1和电容C1并联后的一端连接至公共端口(P2),电感L1和电容C1并联后的另一端与低频段输出端口(P6)连接,低频段输出端口(P6)经电容C2连接接地端口。高通滤波器包括电感L2、电容C3、电容C4、电容C5,其中电容C3的一端连接至公共端口(P2),电容C3的另一端与电容C5一端连接,电容C5的另一端连接高频段输出端口(P4),电感L2一端与电容C3和电容C5的公共连接端相连接,电感L2的另一端与电容C4一端连接,电容C4的另一端连接接地端口。
所述电路层共有6层,其中,
第一层为,在陶瓷介质基板上印制有两块相互绝缘金属平面导体,分别为第一电容基片1和第十六电容16基片,且第一电容基片1的第一内部端点(1a)连接高频段输出端口(P4),第十六电容基片16的第二内部端点(1b)连接第一接地端口(P5),第十六电容基片16的第三内部端点(1c)连接第二接地端口(P3);
第二层设置在第一层上方,第二层为,在陶瓷介质基板上印制有三块相互绝缘金属平面导体,分别为第二电容基片2、第十七电容基片17和第十五电容基片15,且第十五电容基片15的第四内部端点(2a)连接低频段输出端口(P6),第二电容基片2连接第一点柱(4-1),第十七电容基片17连接第二点柱(4-2);
第三层设置在第二层上方,第三层为,在陶瓷介质基板上印制有两块金属平面导体,分别为第十三电容基片形成一块金属平面导体,第三电容基片和第十四电容基片结合形成另一块金属平面导体,其中第三电容基片和第十四电容基片结合后设置在陶瓷介质基板上,且第十三电容基片的第五内部端点(3a)连接第一接地端口(P5),第十四电容基片的第六内部端点(3b)连接公共端口(P2);
第四层设置在第三层上方,第四层为,在陶瓷介质基板上印制有两个相互绝缘金属线圈,分别为第五电感线圈5和第十二电感线圈12,且第十二电感线圈12的第八内部端点(4b)连接低频段输出端口(P6),第十二电感线圈的第七内部端点(4a)连接第五点柱(9-1),第五电感线圈5的第九内部端点(4c)连接第一点柱(4-1),第五电感线圈5的第十内部端点(4d)连接第三点柱(7-1);
第五层设置在第四层上方,第五层为,在陶瓷介质基板上印制有两个相互绝缘金属线圈,分别为第六电感线圈6和第十一电感线圈11,且第十一电感线圈11的第十一内部端点(5a)连接第五点柱(9-1),第六电感线圈6的第十二内部端点(5b)连接第三点柱(7-1),第六电感线圈6的第十三内部端点(5c)连接第四点柱(7-2),第十一电感线圈11的第十四内部端点(5d)连接第六点柱(9-2);
第六层设置在第五层上方,第六层为,在陶瓷介质基板上印制有两个相互绝缘金属线圈,分别为第八电感线圈8和第十电感线圈10,且第八电感线圈8的第十五内部端点(6a)连接第二点柱(4-2),第十电感线圈10的第十六内部端点(6b)连接第六点柱(9-2),第八电感线圈8的第十七内部端点(6c)连接第四点柱(7-2),第十电感线圈10的第十八内部端点(6d)连接公共端口(P2)。
图1是叠层片式双工器等效电路图。电感L1、电容C1和电容C2构成低通滤波器,且通过电感L1和电容C1产生并联谐振在高频段产生传输零点提高隔离度。电感L2、电容C3、电容C4、电容C5构成高通滤波器,且通过电感L2和电容C4在GPS频段内产生一个传输零点提高隔离度。高通滤波器和低通滤波器通过公共端口①构成电路层,公共端口①也就是图2中的P2,其中②为低频段输出端口,也就是图2中的P6,③为高频段输出端口,也就是图2中的P4。
图2是叠层片式双工器的外观结构,其中P1为NC/接地端口,P3和P5为片式双工器接地端口,P2为公共端口,P4为高频段输出端口,P6低频段输出端口。
图3为本发明内部结构示意图,其中的4、7和9代表着金属圆柱导体,也即是本发明中所称的点柱。
本实施例仅是优选的实施例,和本发明实质相同的,或者作用相同都是本发明的应有之义,不能因本发明附图中的数字或者名称而受到限制。
Claims (3)
1.一种叠层片式双工器,包括陶瓷基体,设置在陶瓷基体内部的低通滤波器和高通滤波器,设置在陶瓷基体外侧四周的接线端口,该接线端口包括接地端口、公共端口(P2)、高频段输出端口(P4)和低频段输出端口(P6),其特征在于:所述低通滤波器和高通滤波器通过公共端口(P2)连接,低通滤波器的另一端连接低频段输出端口(P6),高通滤波器的另一端连接高频段输出端口(P4),低通滤波器和高通滤波器构成了电路层,所述电路层呈叠层结构,所述电路层共有6层,其中,
第一层为,在陶瓷介质基板上印制有两块相互绝缘金属平面导体,分别为第一电容基片和第十六电容基片,且第一电容基片的第一内部端点(1a)连接高频段输出端口(P4),第十六电容基片的第二内部端点(1b)连接第一接地端口(P5),第十六电容基片的第三内部端点(1c)连接第二接地端口(P3);
第二层设置在第一层上方,第二层为,在陶瓷介质基板上印制有三块相互绝缘金属平面导体,分别为第二电容基片、第十七电容基片和第十五电容基片,且第十五电容基片的第四内部端点(2a)连接低频段输出端口(P6),第二电容基片连接第一点柱(4-1),第十七电容基片连接第二点柱(4-2);
第三层设置在第二层上方,第三层为,在陶瓷介质基板上印制有两块金属平面导体,分别为第十三电容基片形成一块金属平面导体,第三电容基片和第十四电容基片结合形成另一块金属平面导体,其中第三电容基片和第十四电容基片结合后设置在陶瓷介质基板上,且第十三电容基片的第五内部端点(3a)连接第一接地端口(P5),第十四电容基片的第六内部端点(3b)连接公共端口(P2);
第四层设置在第三层上方,第四层为,在陶瓷介质基板上印制有两个相互绝缘金属线圈,分别为第五电感线圈和第十二电感线圈,且第十二电感线圈的第八内部端点(4b)连接低频段输出端口(P6),第十二电感线圈的第七内部端点(4a)连接第五点柱(9-1),第五电感线圈的第九内部端点(4c)连接第一点柱(4-1),第五电感线圈的第十内部端点(4d)连接第三点柱(7-1);
第五层设置在第四层上方,第五层为,在陶瓷介质基板上印制有两个相互绝缘金属线圈,分别为第六电感线圈和第十一电感线圈,且第十一电感线圈的第十一内部端点(5a)连接第五点柱(9-1),第六电感线圈的第十二内部端点(5b)连接第三点柱(7-1),第六电感线圈的第十三内部端点(5c)连接第四点柱(7-2),第十一电感线圈的第十四内部端点(5d)连接第六点柱(9-2);
第六层设置在第五层上方,第六层为,在陶瓷介质基板上印制有两个相互绝缘金属线圈,分别为第八电感线圈和第十电感线圈,且第八电感线圈的第十五内部端点(6a)连接第二点柱(4-2),第十电感线圈的第十六内部端点(6b)连接第六点柱(9-2),第八电感线圈的第十七内部端点(6c)连接第四点柱(7-2),第十电感线圈的第十八内部端点(6d)连接公共端口(P2)。
2.根据权利要求1所述的叠层片式双工器,其特征在于:所述低通滤波器包括电感L1、电容C1和电容C2,其中电感L1和电容C1并联后的一端连接至公共端口(P2),电感L1和电容C1并联后的另一端与低频段输出端口(P6)连接,低频段输出端口(P6)经电容C2连接接地端口。
3.根据权利要求1所述的叠层片式双工器,其特征在于:所述高通滤波器包括电感L2、电容C3、电容C4、电容C5,其中电容C3的一端连接至公共端口(P2),电容C3的另一端与电容C5一端连接,电容C5的另一端连接高频段输出端口(P4),电感L2一端与电容C3和电容C5的公共连接端相连接,电感L2的另一端与电容C4一端连接,电容C4的另一端连接接地端口。
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