一种VLF频段超低频超窄带低通滤波器.pdf

本发明公开了一种VLF频段超低频超窄带低通滤波器，包括表面贴装的50欧姆阻抗输入端口、串并联谐振单元和表面贴装的50欧姆阻抗输出端口，上述结构均采用多层低温共烧陶瓷工艺技术实现。本发明具有结构简单、频率低、带宽窄、插损小、抑制好、可靠性高、电性能好、温度稳定性好、电性能批量一致性好、成本低、小型化且可大批量生产等优点，适用于相应VLF频段的通信、数字雷达、无线通信手持终端等对体积、电性能、温度稳定性和可靠性有苛刻要求的场合和相应的系统中。

权利要求书1.  一种VLF频段超低频超窄带低通滤波器，其特征在于：包括表面贴装的50欧姆阻抗输入端口(P1)、串并联谐振单元(U)和表面贴装的50欧姆阻抗输出端口(P2)；其中，串并联谐振单元（U）根据电感电容构成的低通电路实现；串并联谐振单元（U）共包括上下七层电容板，从上到下依次为：第一层电容板（B1）、第二层电容板（B2）、第三层电容板（B3）、第四层电容板（B4）、第五层电容板（B5）、第六层电容板（B6）和第七层电容板（B7）；第一层电容板（B1）、第三层电容板（B3）、第五层电容板（B5）和第七层电容板（B7）上下平行且其左右两端与接地板（GND）相接；第二层电容板（B2）、第四层电容板（B4）和第六层电容板（B6）上下平行，其前后两端分别与表面贴装的50欧姆阻抗输入端口(P1)、表面贴装的50欧姆阻抗输出端口(P2)相连接。2.  根据权利要求1所述的VLF频段超低频超窄带低通滤波器，其特征在于：表面贴装的50欧姆阻抗输入端口(P1)、串并联谐振单元(U)、表面贴装的50欧姆阻抗输出端口(P2) 和接地板（GND）均采用多层低温共烧陶瓷工艺实现。

说明书一种VLF频段超低频超窄带低通滤波器
技术领域
本发明涉及一种滤波器，具体是一种VLF频段超低频超窄带低通滤波器。
背景技术
近年来，随着卫星电子、通信事业的蓬勃发展，国际微波射频领域已逐渐往低成本、高性能、小型化的方向发展，这类产品在未来的通信业具有超强的竞争力，这使得对于微波器件的尺寸、性能、成本提出了更加严格的要求。在现代无线通信系统以及微波毫米波通信、雷达等系统中，需要用到很低的频段工作频段，特别是在一些国防尖端设备中，为保证系统性能，对滤波器电性能及其尺寸要求尤为苛刻。适用于超低频段的低通滤波器是该波段接收和发射支路中的关键电子部件，描述这种部件性能的主要指标有：通带工作频率范围、通带插入损耗、带外衰减、通带输入/输出电压驻波比、插入相移和时延频率特性、温度稳定性、体积、重量、可靠性等。
低温共烧陶瓷是一种电子封装技术，采用多层陶瓷技术，能够将无源元件内置于介质基板内部，同时也可以将有源元件贴装于基板表面制成无源/有源集成的功能模块。LTCC技术在成本、集成封装、布线线宽和线间距、低阻抗金属化、设计多样性和灵活性及高频性能等方面都显现出众多优点，已成为无源集成的主流技术。其具有高Q值，便于内嵌无源器件，散热性好，可靠性高，耐高温，冲震等优点，利用LTCC技术，可以很好的加工出尺寸小，精度高，紧密型好，损耗小的微波器件。由于LTCC技术具有三维立体集成优势，在微波频段被广泛用来制造各种微波无源元件，实现无源元件的高度集成。
低通滤波器是所有滤波器的基础，通过低通滤波器可以变换为任意需要的滤波器种类，不管是高通还是带通。针对国内外的现状，目前低频段低通滤波器均存在体积大，性能差的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种运用简单的谐振结构实现体积小、频率低、带宽窄、重量轻、可靠性高、电性能优异、结构简单、成品率高、批量一致性好、造价低、温度性能稳定的VLF频段超低频超窄带低通滤波器。
实现本发明目的的技术方案是：一种VLF频段超低频超窄带低通滤波器，包括表面贴装的50欧姆阻抗输入端口、串并联谐振单元和表面贴装的50欧姆阻抗输出端口。
其中，串并联谐振单元是根据电感电容构成的低通电路实现的。串并联谐振单元一共包括上下七层电容板，从上到下依次为：第一层电容板、第二层电容板、第三层电容板、第四层电容板、第五层电容板、第六层电容板和第七层电容板。第一层电容板、第三层电容板、第五层电容板和第七层电容板上下平行且其左右两端与接地板相接;第二层电容板、第四层电容板和第六层电容板上下平行，其前后两端分别与表面贴装的50欧姆阻抗输入端口、表面贴装的50欧姆阻抗输出端口相连接。
与现有技术相比，由于本发明采用低损耗低温共烧陶瓷材料和三维立体集成技术，使用LTCC层叠技术的方法来实现小型化且采用结构简单的谐振结构实现了较好的性能，所带来的显著优点是：（1）频率超低，体积小；（2）通带范围内平坦、通带内插损小；（3）带外抑制好；（4）电路实现结构简单，可实现大批量生产；（5）成本低；（6）使用安装方便，可以使用全自动贴片机安装和焊接。
附图说明
图1 是本发明VLF频段超低频超窄带低通滤波器的结构示意图。
图2是本发明VLF频段超低频超窄带低通滤波器输出端的特性曲线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
结合图1，一种VLF频段超低频超窄带低通滤波器，包括表面贴装的50欧姆阻抗输入端口P1、串并联谐振单元U和表面贴装的50欧姆阻抗输出端口P2。
其中，串并联谐振单元U是根据电感电容构成的低通电路实现的。串并联谐振单元U一共包括上下七层电容板，从上到下依次为：第一层电容板B1、第二层电容板B2、第三层电容板B3、第四层电容板B4、第五层电容板B5、第六层电容板B6和第七层电容板B7。第一层电容板B1、第三层电容板B3、第五层电容板B5和第七层电容板B7上下平行且其左右两端与接地板GND相接；第二层电容板B2、第四层电容板B4和第六层电容板B6上下平行，其前后两端分别与表面贴装的50欧姆阻抗输入端口P1、表面贴装的50欧姆阻抗输出端口P2相连接。
表面贴装的50欧姆阻抗输入端口P1、串并联谐振单元U、表面贴装的50欧姆阻抗输出端口P2和接地端均采用多层低温共烧陶瓷工艺实现。
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例
一种VLF频段超低频超窄带低通滤波器由于是采用多层低温共烧陶瓷工艺实现，其低温共烧陶瓷材料和金属图形在大约900℃温度下烧结而成，所以具有非常高的可靠性和温度稳定性，由于结构采用三维立体集成和多层折叠结构以及外表面金属屏蔽实现接地和封装，从而使体积大幅减小。
本发明一种VLF频段超低频超窄带低通滤波器的尺寸仅为0.8mm×1.6mm×0.8mm，其性能可从图2看出，截止频率为2.8MHz，通带内最大插入损耗为2.94dB。该滤波器与其他现有滤波器相比，在保证超低频的情况下大大缩小了体积。