CN108155883A - 一种高频带、高抑制的微型化带通lc滤波器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高频带、高抑制的微型化带通LC滤波器，包括PCB板、电容、空芯线圈，空芯线圈和电容均通过锡焊固定于所述PCB板上；LC滤波器的拓扑结构中包括有13个电容和6个空芯线圈组成的LC震荡回路，空芯线圈采用直径0.38mm的纯铜漆包线绕制，空芯线圈外侧有低介电常数绝缘漆层包裹，空芯线圈两端的去漆层长度不长于5mm。空芯线圈在LC滤波器中按照部分区域正反相间绕向装配，能使本电路互感减小，同时通过调整这一互感值，达到增加电感Q值、增加交叉耦合路径，形成特定的传输特性，提升滤波器的指标。兼顾了滤波器性能和体积，具有小封装、高抑制、低损耗的优点。

Description

一种高频带、高抑制的微型化带通LC滤波器

技术领域

本发明涉及一种无线通信领域的LC滤波器，尤其涉及一种高频带、高抑制的微型化带通LC滤波器。

背景技术

随着射频技术的发展，对滤波器频率指标的要求日益苛刻，一些常用的通信设备的收发通道需要使用更高抑制的滤波器，以满足越来越高的杂波滤除、信息传输量和广阔的频带宽度，但同时，对体积的要求也越来越苛刻，体积必须向“小型化”发展。

通常来说，在2.1GHz频率段上想实现一个的高抑制的微型化滤波器，并不是容易的事情，在现有的技术下，只能用制型裸芯片类滤波器实现，在此频段，定制型芯片类滤波器成本高，抑制差。而LC滤波器实现则成本较低。目前来说，此频点若达到-1B带宽≥320MHz且带外抑制度1600MHz外≥75dBc&2200MHz处≥40dBc，则相应的LC滤波器存在以下难题：若保证了电感的Q值，则体积较大；若缩小到同样的体积，则带外抑制等各项都无法保证。

发明内容

本发明的目的是提供一种高频带、高抑制的微型化带通LC滤波器。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的高频带、高抑制的微型化带通LC滤波器，包括PCB板、电容、空芯线圈，所述空芯线圈和电容均通过锡焊固定于所述PCB板上；

所述LC滤波器的拓扑结构中包括有13个电容和6个空芯线圈组成的LC震荡回路，一个电容和一个空芯线圈组成一个LC震荡回路单元。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的高频带、高抑制的微型化带通LC滤波器，兼顾了滤波器性能和体积，具有小封装、高抑制、低损耗的优点。

附图说明

图1为本发明实施例提供的高频带、高抑制的微型化带通LC滤波器的内部结构示意图；

图2为本发明实施例提供的高频带、高抑制的微型化带通LC滤波器的拓扑图；

图3、图4分别为本发明实施例中滤波器外形的侧视和俯视结构示意图。

图中：

1-电容，2-空芯线圈，3-PCB板。

具体实施方式

下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

本发明的高频带、高抑制的微型化带通LC滤波器，其较佳的具体实施方式是：

包括PCB板、电容、空芯线圈，所述空芯线圈和电容均通过锡焊固定于所述PCB板上；

所述LC滤波器的拓扑结构中包括有13个电容和6个空芯线圈组成的LC震荡回路，一个电容和一个空芯线圈组成一个LC震荡回路单元。

所述空芯线圈采用直径0.38mm的纯铜漆包线绕制，所述空芯线圈外侧有低介电常数绝缘漆层包裹，空芯线圈两端的去漆层长度不长于5mm。

所述LC滤波器设计采用的仿真算法的参数包括：

所述空芯线圈之间的互感设计，所述空芯线圈在LC滤波器中按照部分区域正反相间绕向装配，能使本电路互感减小，同时通过调整这一互感值，达到增加电感Q值、增加交叉耦合路径，形成特定的传输特性，提升滤波器的指标。

所述13个电容中部分电容的容值由PCB板的焊盘替代，使尺寸小型化。

所述PCB板背面设有输入、输出焊盘，其余部分全部铺地，不铺阻焊。

本发明高频带、高抑制的微型化带通LC滤波器，兼顾了滤波器性能和体积，具有小封装、高抑制、低损耗的优点。

本发明中，所述电感具有结构简单、易于安装、温漂小、高Q值特点，电容具有温漂小、稳定性高的优点；

所述空芯线圈共有6种型号，所述空芯线圈满足了不同参数下的电感Q值。所述空芯线圈采用直径0.38mm的纯铜漆包线绕制，所述外绕漆包线两端的去漆长度不长于5mm。

所述LC滤波器中的仿真算法的参数包括所述空芯线圈之间的互感值，装配中实现空芯线圈的互感，实现电感之间合适的磁耦合，空芯线圈之间的互感系数与各自的自感系数有一定的联系，将两个线圈密排并缠在一起，可使得两个线圈中每一个线圈所产生的磁通量对每一匝而言都相等，并且全部穿过另一个线圈的每一匝，所述LC滤波器中空芯线圈按照部分区域正反相间绕向装配，会使本电路互感减至最小。

本发明具有如下有益效果：

为了提高该LC滤波器的矩形度，本发明采用高Q值、温漂小、稳定性高的空芯线圈取代普通电感元件，从而保证了相关电学参数的稳定性。并采用的电感之间优化的磁耦合，进一步提升电感的Q值，进而提高滤波器的矩形系数等关联指标。综合优化了部分电容的存在形式，通过合理规划布局，大大减小LC滤波器的体积。

该滤波器的PCB板采用0.8mm厚度的PCB板，保证了滤波器的稳定工作。PCB板背面设有输入输出焊盘，其余部分全部铺地，不铺阻焊，用于所述LC滤波器与地的连接，创造良好接地效果。

本发明综合考虑频率、带外抑制、滤波器外形尺寸这三个参数，以这三个参数最优为设计原则设计滤波器的传递函数展开方程，并严格按照传递函数展开方程进行电容和空芯线圈参数的匹配，使得本发明滤波器具有如下优良性能。

标称频率可达到2.1GHz的频率，并且体积极小，仅为13*12mm*4mm。

带内波动小，只有1dB，并且通带带宽达到320MHz。

具有低插损、高抑制等优点。

具体实施例：

如图1所示，包括电容1、空芯线圈2、PCB板3，所述PCB板3厚0.8mm宽11mm，长13mm，所述空芯线圈2，所述电容1均通过锡焊固定于所述PCB上；所述空芯线圈2具有磁感系数稳定，等效直流电阻小、Q值高、温漂小、稳定性高的优点。

所述LC滤波器的椭圆形LC滤波器，所述LC滤波器的拓扑结构中共有13个电容和6个空芯线圈构成的谐振回路，一组所述LC谐振回路由一个电容和一个空芯线圈构成。

根据LC滤波器的拓扑结构，所述LC滤波器的电容参数和电感参数如图2所示，所述滤波器共有13个电容和6个空芯线圈构成的谐振回路，为了保证各项参数，这里将所有的电感全用纯铜漆包空芯线圈代替；部分电容由焊盘替代。

优选的，所述PCB板金属进行镀金处理，背面设有输入输出焊盘，其余部分全部铺地，不铺阻焊，用于所述LC滤波器与地的连接。

优选的，所述空芯线圈2共有6种型号，所述空芯线圈2满足了不同参数下的电感Q值，所述空芯线圈2共有6个。

优选的，所述LC滤波器中的仿真算法的参数包括所述空芯线圈2之间的互感值；经过测试，在本发明中空芯线圈2在一定的安装方式下，工作时的互感值为自身电感总值的2～4％。

优选的，所述部分电容1采用焊盘替换，其余电容均采用0505电容。

如图3、图4所示，所述滤波器:整体封装长度为13mm，封装宽度为12mm，整体封装高度为7mm，由此可知，本发明所述滤波器所占体积是很小的。

本实施例的核心性能参数如下表所示：

参数	参数值
		中心频率	2100MHz
通带插损	≤1dB
		1dB带宽	≥320MHz
带外抑制度@1600MHz	≥75dB
		带外抑制度@2200MHz	≥40dB

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种高频带、高抑制的微型化带通LC滤波器，其特征在于，包括PCB板、电容、空芯线圈，所述空芯线圈和电容均通过锡焊固定于所述PCB板上；

所述LC滤波器的拓扑结构中包括有13个电容和6个空芯线圈组成的LC震荡回路，一个电容和一个空芯线圈组成一个LC震荡回路单元。

2.根据权利要求1所述的高频带、高抑制的微型化带通LC滤波器，其特征在于，所述空芯线圈采用直径0.38mm的纯铜漆包线绕制，所述空芯线圈外侧有低介电常数绝缘漆层包裹，空芯线圈两端的去漆层长度不长于5mm。

3.根据权利要求2所述的高频带、高抑制的微型化带通LC滤波器，其特征在于，所述LC滤波器设计采用的仿真算法的参数包括：

所述空芯线圈之间的互感设计，所述空芯线圈在LC滤波器中按照部分区域正反相间绕向装配，能使本电路互感减小，同时通过调整这一互感值，达到增加电感Q值、增加交叉耦合路径，形成特定的传输特性，提升滤波器的指标。

4.根据权利要求1所述的高频带、高抑制的微型化带通LC滤波器，其特征在于，所述13个电容中部分电容的容值由PCB板的焊盘替代，使尺寸小型化。

5.根据权利要求1至4任一项所述的高频带、高抑制的微型化带通LC滤波器，其特征在于，所述PCB板背面设有输入、输出焊盘，其余部分全部铺地，不铺阻焊。