CN108768332A - 一种适用于5g通讯的陶瓷滤波器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于5G通讯的陶瓷滤波器，包括五层金属层结构，第一金属层设置信号表面传输线，第二金属层设置四条耦合线，第三金属层设置三块第一电容板，第四金属层设置两块第二电容板，第五金属层设置输入端、输出端和接地板，第五金属层通过第一和第五连接线与第四金属层连接，第四金属层通过第一和第五连接线与第一金属层连接，第三金属层通过第二至第四连接线与第一金属层连接。发明提供了一种适用于5G通讯的陶瓷滤波器，通过了独特的器件内部结构实现了LTCC技术制造5G通讯滤波器，提供了一种适用于2‑5Ghz频段，具有低插损，带外高抑制特点，模块高度集成的陶瓷滤波器，解决了目前LTCC滤波器依旧难以实现5G通讯要求的问题。
Description
技术领域
本发明涉及滤波器，尤其涉及一种适用于5G通讯的陶瓷滤波器。
背景技术
现代移动通信***从GSM到GPRS直至CDMA，频率从原来的几百Hz到了现在的900MHz，1.8GHz，2.4GHz，5.8GHz，甚至更高。与此同时，对于器件的小型化和高性能的要求却在不断提高。在微波波段，多层陶瓷介质的无源器件，如滤波器等，由于其具有小型化、易集成、设计灵活等优点而越来越受到重视。为了在器件小型化的同时，降低其损耗，以获得更高的品质因数，就需要寻求新的材料和技术。在众多的微波介质板材中，低温共烧陶瓷(LTCC)技术极优势，它结合了共烧技术和厚膜技术的优点，减少了昂贵、重复的烧结过程，所有电路被叠层热压并一次烧结，节省了时间，降低了成本，减小了电路的尺寸；对于射频微波领域，更重要的是它具有高品质因数、高稳定性、高集成度等优点。
低温共烧陶瓷(LTCC)技术虽然可以使滤波器体积小，且高频性能好，但器件内部电磁场的分布不易确定，且随层数的增加而趋向复杂，所以器件设计难度极大。而且器件生产时，因为流延出来的介质基片厚度不一致，印刷叠层和热压造成的错位，切片时的偏差和器件变形及共烧时的收缩不均匀等原因，均会导致器件性能变差。这也给器件设计提出了更高的要求，如在设计中尽量避免耦合间距过小，层数过多等，同时应多采用简洁的电路结构，减少不必要的工艺过程。并且，对于5G通讯而言，通讯信号为高频信号(例如2GHz以上)时，可能存在集总的电感和电容超过自谐振频率的情况，而影响集总式电路的设计效果，对此，也给器件设计提出了新的难度。综上，目前的5G通讯滤波器虽然可以有多种方式实现，但通过LTCC技术依旧难以实现。
发明内容
本发明提供了一种适用于5G通讯的陶瓷滤波器，旨在解决目前LTCC技术难以实现5G通讯的问题，提供一种适用于5G通讯的低插损、带外高抑制、高度集成的陶瓷滤波器。
为实现上述目的，本发明提供了一种适用于5G通讯的陶瓷滤波器，包括输入端，输出端和接地板，所述输入端和输出端位于第五金属层的两端，接地板位于第五金属层的中央；所述输入端通过第一连接线与设置于第一金属层的信号表面传输线连接的一端连接，所述输出端通过第五连接线与设置于第一金属层的信号表面传输线连接的另一端连接；所述第一连接线还与设置于第四金属层一端的第二电容一板连接，所述第五连接线与设置于第四金属层一端的第二电容二板连接；所述表面信号传输线还与第二连接线、第三连接线和第四连接线连接，所述第二连接线、第三连接线和第四连接线设置于表面信号传输线的中部，所述第一连接线至第五连接线，以第三连接线为中心呈对称分布；所述表面信号传输线通过第二连接线、第三连接线和第四连接线分别于设置在第三金属层的第一电容一板、第一电容二板和第一电容三板连接，所述第一电容一板、第一电容二板和第一电容三板并列设置；第三金属层和第一金属层设置有包括四条耦合线的第二金属层，所述四条耦合线分布在信号表面传输线的两侧，四条耦合线以第三连接线为中心呈田字形分布。
与现有技术相比，本发明公开的一种适用于5G通讯的陶瓷滤波器，具有五层金属层，第五金属层设置输入端、输出端和接地板，第四金属层设置第二电容一板和第二电容二板，所述第二电容一板和第二电容二板与接地板共同构成第二电容；第三金属层设置第一电容一板、第一电容二板和第一电容三板，所述第一电容一板、第一电容二板和第一电容三板与接地板共同构成第一电容；第一金属层设置的信号表面传输线也是电感层，信号表面传输线分为四段，第一连接线和第二连接线之间的一段为第一电感，第二连接线与第三连接线之间的一段为第二电感，第三连接线与第四连接线之间的一段为第三电感，第四连接线与第五连接线之间的为第四电感；所述的第一电感至第四电感通过第一连接线至第五连接线与第一电容和第二电容连接，实现LC的高度集成；所述第二金属层设置有四条耦合线增强集成LC的耦合效果。该种适用于5G通讯的陶瓷滤波器，器件内部仅具有五层金属层，且金属层内部结构对称，因此制备工艺简单，操作成本低，避免因内部结构复杂导致的制作工艺困难，器件性能偏差，并且器件内部高度集成LC，适用于1-5Ghz频段内，其中在3600Mhz-5200Mhz衰减从-0.14dB下降到-36.5dB,绝对衰减量达到36dB，可用于5G通讯的射频频段，同时内部电路高度集成于陶瓷基体上，内部电极采用金属银作为传输信号线，内部银电极和微波陶瓷一起低温共烧后形成固体，其有很强的抗干扰和高可靠性优点，在高低温、酸碱性条件下，其性能稳定，寿命及可靠性比传统PCB集成滤波器具有很强的优势。本发明提供了一种适用于5G通讯的陶瓷滤波器，通过了独特的器件内部结构实现了LTCC技术制造5G通讯滤波器，提供了一种适用于2-5Ghz频段，具有低插损，带外高抑制特点，模块高度集成的陶瓷滤波器，解决了目前LTCC滤波器依旧难以实现5G通讯要求的问题。
附图说明
图1是本发明一种适用于5G通讯的陶瓷滤波器的结构示意图；
图2是本发明一种适用于5G通讯的陶瓷滤波器的第一金属层结构示意图；
图3是本发明一种适用于5G通讯的陶瓷滤波器的第二金属层结构示意图；
图4是本发明一种适用于5G通讯的陶瓷滤波器的第三金属层结构示意图；
图5是本发明一种适用于5G通讯的陶瓷滤波器的第四金属层结构示意图；
图6是本发明一种适用于5G通讯的陶瓷滤波器的第五金属层结构示意图。
具体实施方式
如图1至图6所示，本发明所述的一种适用于5G通讯的陶瓷滤波器，包括输入端1，输出端2和接地板3，所述输入端1和输出端2位于第五金属层的两端，接地板3位于第五金属层的中央；所述输入端1通过第一连接线4与设置于第一金属层的信号表面传输线5连接的一端连接，所述输出端2通过第五连接线6与设置于第一金属层的信号表面传输线5连接的另一端连接；所述第一连接线4还与设置于第四金属层一端的第二电容一板7连接，所述第五连接线6与设置于第四金属层一端的第二电容二板8连接；所述表面信号传输线还与第二连接线9、第三连接线10和第四连接线11连接，所述第二连接线9、第三连接线10和第四连接线11设置于表面信号传输线的中部，所述第一连接线4至第五连接线6，以第三连接线10为中心呈对称分布；所述表面信号传输线通过第二连接线9、第三连接线10和第四连接线11分别于设置在第三金属层的第一电容一板12、第一电容二板13和第一电容三板14连接，所述第一电容一板12、第一电容二板13和第一电容三板14并列设置；第三金属层和第一金属层设置有包括四条耦合线15的第二金属层，所述四条耦合线15分布在信号表面传输线5的两侧，四条耦合线15以第三连接线10为中心呈田字形分布。
该种适用于5G通讯的陶瓷滤波器，包括五层金属层结构，第一金属层设置信号表面传输线5，第二金属层设置四条耦合线15，第三金属层设置三块第一电容板，第四金属层设置两块第二电容板，第五金属层设置输入端1、输出端2和接地板3，第五金属层通过第一和第五连接线6与第四金属层连接，第四金属层通过第一和第五连接线6与第一金属层连接，第三金属层通过第二至第四连接线11与第一金属层连接。具体而言，第五金属层设置输入端1、输出端2和接地板3，第四金属层设置第二电容一板7和第二电容二板8，所述第二电容一板7和第二电容二板8与接地板3共同构成第二电容C2；第三金属层设置第一电容一板12、第一电容二板13和第一电容三板14，所述第一电容一板12、第一电容二板13和第一电容三板14与接地板3共同构成第一电容C1；第一金属层设置的信号表面传输线5也是电感层，信号表面传输线5分为四段，第一连接线4和第二连接线9之间的一段为第一电感L1，第二连接线9与第三连接线10之间的一段为第二电感L2，第三连接线10与第四连接线11之间的一段为第三电感L3，第四连接线11与第五连接线6之间的为第四电感L4；所述的第一电感至第四电感(L1、L2、L3、L4)通过第一连接线至第五连接线(4、9、10、11、6)与第一电容C1和第二电容C2连接，实现LC的高度集成；所述第二金属层设置有四条耦合线15增强集成LC的耦合效果。该种适用于5G通讯的陶瓷滤波器，器件内部仅具有五层金属层，且金属层内部结构对称，因此制备工艺简单，操作成本低，避免因内部结构复杂导致的制作工艺困难，器件性能偏差，并且器件内部高度集成LC，适用于1-5Ghz频段内，其中在3600Mhz-5200Mhz衰减从-0.14dB下降到-36.5dB,绝对衰减量达到36dB，可用于5G通讯的射频频段，同时内部电路高度集成于陶瓷基体上，内部电极采用金属银作为传输信号线，内部银电极和微波陶瓷一起低温共烧后形成固体，其有很强的抗干扰和高可靠性优点，在高低温、酸碱性条件下，其性能稳定，寿命及可靠性比传统PCB集成滤波器具有很强的优势。本发明提供了一种适用于5G通讯的陶瓷滤波器，通过了独特的器件内部结构实现了LTCC技术制造5G通讯滤波器，提供了一种适用于2-5Ghz频段，具有低插损，带外高抑制特点，模块高度集成的陶瓷滤波器，解决了目前LTCC滤波器依旧难以实现5G通讯要求的问题。
如图1至图6所示，所述第一金属层、第二金属层、第三金属层、第四金属层和第五金属层采用金属银材料。内部电极采用金属银作为传输信号线，内部银电极和微波陶瓷一起低温共烧后形成固体，其有很强的抗干扰和高可靠性优点，此微波陶瓷成分为K2O-B2O3-SIO2玻璃助溶剂、AL2O3主功能相、SIO2的调节剂，具有高低介电常数和高Q特性。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种适用于5G通讯的陶瓷滤波器，包括输入端，输出端和接地板，其特征在于，所述输入端和输出端位于第五金属层的两端，接地板位于第五金属层的中央；所述输入端通过第一连接线与设置于第一金属层的信号表面传输线连接的一端连接，所述输出端通过第五连接线与设置于第一金属层的信号表面传输线连接的另一端连接；所述第一连接线还与设置于第四金属层一端的第二电容一板连接，所述第五连接线与设置于第四金属层一端的第二电容二板连接；所述表面信号传输线还与第二连接线、第三连接线和第四连接线连接，所述第二连接线、第三连接线和第四连接线设置于表面信号传输线的中部，所述第一连接线至第五连接线，以第三连接线为中心呈对称分布；所述表面信号传输线通过第二连接线、第三连接线和第四连接线分别于设置在第三金属层的第一电容一板、第一电容二板和第一电容三板连接，所述第一电容一板、第一电容二板和第一电容三板并列设置；第三金属层和第一金属层设置有包括四条耦合线的第二金属层，所述四条耦合线分布在信号表面传输线的两侧，四条耦合线以第三连接线为中心呈田字形分布。
2.根据权利要求1所述的一种适用于5G通讯的陶瓷滤波器，其特征在于，所述第一金属层、第二金属层、第三金属层、第四金属层和第五金属层采用金属银材料。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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