一種多元低溫共燒陶瓷ltcc微波射頻電路及使用其的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及低溫共燒陶瓷技術(shù)，具體涉及一種多元低溫共燒陶瓷LTCC微波射頻電路及使用其的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]射頻是專指具有一定波長(zhǎng)可用于無線電通信的電磁波，用來產(chǎn)生射頻信號(hào)的高頻電路稱為射頻電路，基本上是由無源元件、有源器件和無源網(wǎng)絡(luò)組成。射頻電路工作頻率比較高，從幾百kHz到幾百GHz。
[0003]在微波電子電路中，電磁波的波長(zhǎng)和元件的尺寸相近，傳統(tǒng)的集總參數(shù)元件因分布參數(shù)過大將無法使用，這種情況下通常用微帶線來等效集總參數(shù)元件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種多元低溫共燒陶瓷LTCC微波射頻電路及使用其的方法，能夠縮小低溫共燒陶瓷LTCC器件的體積，提高LTCC器件的抗干擾能力和穩(wěn)定性。
[0005]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:
[0006]—方面，本發(fā)明提供了一種多元低溫共燒陶瓷LTCC微波射頻電路，所述微波射頻電路包括:
[0007]頂層天線陣列單元(I)、中層濾波器單元(2)、下層耦合單元(3)以及若干層低溫共燒陶瓷基板⑷；
[0008]所述每一層低溫共燒陶瓷基板(4)均嵌入有若干個(gè)金屬過孔(5);所述頂層天線陣列單元(I)、中層濾波器單元(2)和下層耦合單元(3)均埋置于不同層的低溫共燒陶瓷基板(4)中，且所述不同層的低溫共燒陶瓷基板(4)之間通過嵌入的金屬過孔(5)連接；
[0009]所述中層濾波器單元(2)位于所述頂層天線陣列單元(I)和下層耦合單元(3)之間。
[0010]另一方面，本發(fā)明提供了一種采用多元低溫共燒陶瓷LTCC微波射頻電路的方法，所述方法包括:
[0011]S1、向多元低溫共燒陶瓷LTCC微波射頻電路中輸入微波信號(hào)；
[0012]S2、所述微波信號(hào)經(jīng)過下層耦合單元(3)耦合后，并經(jīng)過中層濾波器單元(2)濾波后，通過頂層天線陣列單元(I)將濾波后的微波信號(hào)發(fā)射出去。
[0013]本發(fā)明提供的一種多元低溫共燒陶瓷LTCC微波射頻電路及使用其的方法，采用激光打孔、微孔注漿等技術(shù)將無源元件埋置到低溫共燒陶瓷基板內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)了多元集成電路的小型化要求，低溫共燒陶瓷技術(shù)的埋置式結(jié)構(gòu)和可控層厚技術(shù)，為多元集成電路的緊湊型和可靠性提供了保證；并通過采用微帶線層間電磁耦合的方式有效降低了 LTCC器件自身的電磁干擾，提高LTCC器件的抗干擾能力和穩(wěn)定性，減小了 LTCC器件的體積。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明實(shí)施例一的一種多元低溫共燒陶瓷LTCC微波射頻電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為實(shí)施例一中頂層天線陣列單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3為本發(fā)明實(shí)施例一中中層濾波器單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖4為本發(fā)明實(shí)施例一種中層濾波器單元中的第一帶通濾波電路連接示意圖；
[0018]圖5為本發(fā)明實(shí)施例一中中層濾波單元中的第二帶通濾波電路連接示意圖；
[0019]圖6為本發(fā)明實(shí)施例一中中層濾波單元中的低通濾波電路連接示意圖；
[0020]圖7為本發(fā)明實(shí)施例一中中層濾波單元的高通濾波電路連接示意圖；
[0021]圖8為本發(fā)明實(shí)施例一中中層濾波單元的多路輸入、一路輸出示意圖；
[0022]圖9為本發(fā)明實(shí)施例二的一種采用多元低溫共燒陶瓷LTCC微波射頻電路的方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0024]實(shí)施例一、一種多元低溫共燒陶瓷LTCC微波射頻電路。下面結(jié)合圖1-圖8對(duì)本實(shí)施例提供的微波射頻電路進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0025]參見圖1，本實(shí)施例提供的微波射頻電路包括頂層天線陣列單元1、中層濾波器單元2、下層耦合單元3以及若干層低溫共燒陶瓷基板4。所述每一層低溫共燒陶瓷基板4均嵌入有若干個(gè)金屬過孔5。所述頂層天線陣列單元1、中層濾波器單元2和下層耦合單元3均埋置于不同層的低溫共燒陶瓷基板4中，且所述不同層的低溫共燒陶瓷基板4之間通過嵌入的金屬過孔5連接。所述中層濾波器單元2位于所述頂層天線陣列單元I和下層耦合單元3之間。
[0026]所述電路包括3-20層低溫共燒陶瓷基板4，所述低溫共燒陶瓷基板4的介電常數(shù)范圍為5-50。所述低溫共燒陶瓷基板4的長(zhǎng)度范圍為2-40mm，寬度范圍為2_40mm，厚度范圍為0.05-5mm ;金屬過孔5的直徑范圍為0.05-lmm,其厚度范圍為0.05_5mm。
[0027]所述頂層天線陣列單元1、中層濾波器單元2以及下層耦合單元3均由金屬導(dǎo)體微帶線構(gòu)成。參見圖2，所述頂層天線陣列單元I包括主干微帶線11、末節(jié)微帶線12和M行N列天線終端13陣列組成，其中，M、N均為正整數(shù)。所述M行N列天線終端13間隔排列組成矩形陣列，第m行天線終端13間通過所述末節(jié)微帶線12連接，所述第η列天線終端13之間通過所述主干微帶線11連接，所述主干微帶線11固定連接所述末節(jié)微帶線12，其中，m、η為正整數(shù)，m的取值為Ρ..Μ，η的取值為I...N。所述第m行天線終端13等間距排列，所述第η列天線終端13等間距排列，其中，主干微帶線11的寬度范圍為0.l-5mm，末節(jié)微帶線12的寬度范圍為0.01-5mm，天線終端13的面積為0.01_25mm。
[0028]參見圖3，所述中層濾波器單元2由上層發(fā)夾式微帶線21和下層發(fā)夾式微帶線22組成，所述上層發(fā)夾式微帶線21和下層發(fā)夾式微帶線22均由金屬導(dǎo)體微帶線構(gòu)成，其中，金屬導(dǎo)體微帶線的寬度范圍為0.l-5mm。所述上層發(fā)夾式微帶線21和下層發(fā)夾式微帶線22分布在不同層的低溫共燒陶瓷基板4上，通過嵌入低溫共燒陶瓷基板4中的金屬過孔5連接。所述上層發(fā)夾式微帶線21和下層發(fā)夾式微帶線22以部分重疊的方式分別分布在不同層的低溫共燒陶瓷基板4上，所述上層發(fā)夾式微帶線21和下層發(fā)夾式微帶線22的寬度范圍均為0.l-5mm，且均為U型結(jié)構(gòu)，其中，U型結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度范圍為2_40mm，寬度范圍為
2-40mm，兩者重疊部分的長(zhǎng)度范圍為2_40mm。所述中層濾波器單元2包括第一帶通濾波電路、第二帶通濾波電路、高通濾波電路和低通濾波電路。
[0029]圖4為第一帶通濾波電路，為L(zhǎng)C諧振濾波電路，根據(jù)其幅頻特性，它是一個(gè)通頻帶較窄的帶通濾波器；圖5為第二帶通濾波電路示意圖，第二帶通濾波電路為具有較寬帶寬的帶通濾波電路，由一個(gè)高通濾波電路和一個(gè)低通濾波電路共同構(gòu)成；圖6為一階低通濾波電路不意圖；圖7為一.階尚通濾波電路，滿足中層濾波單兀2多路輸入的條件，本實(shí)施例中提供了四路輸入，一路輸出，參見圖8，四路輸入分別為81、82、83和84，一路輸出為85，輸入的數(shù)量也可以增加或減少，比如，可以增加為五路輸入，本實(shí)施例不作限定。
[0030]參見圖8為中層濾波器單元2的整體結(jié)構(gòu)框圖，包含多路輸入，一路輸出。其中，濾波電路中的電容、電感、電阻均采用微帶線實(shí)現(xiàn)，本實(shí)施例提供的多元低溫共燒陶瓷LTCC微波射頻電路通過在陶瓷基片上刻制微帶槽，然后注入漿液最后燒結(jié)制成。
[0031]實(shí)施例二、一種采用多