一种微型超宽频带带通lc滤波器的制造方法

一种微型超宽频带带通lc滤波器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及滤波器领域，尤其涉及一种微型超宽频带带通LC滤波器。
【背景技术】
[0002] 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大带宽的滤波器，以满足越来越大的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。在这个前提下，急需 一种"插损小"、"体积小"、"带内波动小"、"矩形系数好"，"性能稳定"的宽频带带通滤波器。
[0003] 然而滤波器的体积与性能存在一定程度的悖论，在现有技术中，以21. 4MHz频率 段为例，在此频率段上想实现一个"矩形系数好"的"宽频带"滤波器通常需要使用声表面 波滤波器，但是随着频带宽度的增加，声表面波滤波器的插损也随之增大，实现难度也越来 越大，目前现有的声表面波滤波器在21. 4MHz频率下最多只能做到6-8MHz的带宽；然而，在 此频点若达到20MHz带宽，则相应的LC滤波器就难以兼顾性能和体积，即存在以下难题：若 保证了电感的Q值，贝U体积最小只能做到;若缩小到同样的体积，则和Q值 相关的各项参数都不能保证。

【发明内容】

[0004] 本发明所要解决的技术问题在于发明一种微型超宽频带带通LC滤波器，本发明 兼顾了滤波器性能和体积，具有超大带宽、低插损、高矩形度和高阻带抑制的优点，同时体 积和重量都较小。
[0005] 本发明是这样实现的，一种微型超宽频带带通LC滤波器，包括PCB底座、绕线磁环 和电容，所述PCB底座共有三层，所述电容和所述绕线磁环均通过锡焊固定于所述PCB顶层 之上，所述绕线磁环外部套设有外绕漆包线，所述绕线磁环具有温漂小、稳定性高的优点；
[0006] 所述PCB底座底层包括接地区域和非接地区域，所述非接地区域由矩形焊盘构 成，所述矩形焊盘与所述PCB底座顶层通过通孔状结构连通，用于作为所述LC滤波器的信 号输入和输出端口；
[0007] 所述LC滤波器为5阶的LC滤波器，所述LC滤波器的的椭圆形LC滤波器传递函 数展开方程为，所述LC滤波器的拓扑结构严格遵守所述展开方程，所述LC滤波器的拓扑结 构中共由7组电容和绕线磁环构成的LC震荡回路，一组所述LC震荡回路包括一个电容和 一个绕线磁环。
[0008] 优选的，所述PCB底座的中间层和所述PCB底座的接地区域都接地。
[0009]优选的，所述PCB底座底层的接地区域整面铺铜，不铺阻焊，造成与地的良好接 触。
[0010] 优选的，还包括有白铜制作的壳体，所述壳体有四个凸台，所述PCB底座底层接地 区域有四个凹向PCB底座中间层的凹口，所述凸台和所述凹口相配合，所述壳体与PCB底座 的配合设计可以有效提升滤波器的屏蔽性能。
[0011] 优选的，所述LC滤波器中的仿真算法的参数包括所述绕线磁环之间的互感值。
[0012] 优选的，每个所述绕线磁环与对应的所述电容设置于同一组所述PCB底座顶层中 的焊盘，所述绕线磁环通过焊接固定于所述焊盘，对应的所述电容位于所述绕线磁环焊点 上方并焊接固定于所述焊盘，所述绕线磁环的引脚只露出〇. 5-1. 5_。
[0013] 优选的，7个所述绕线磁环共由两种型号磁环构成，所述绕线磁环满足了不同参数 下的电感Q值。
[0014] 优选的，所述电容采用统一 0603封装，所述电容与PCB板边缘间距大于0. 5mm。
[0015] 优选的，所述外绕漆包线采用直径0. 22mm和直径0. 1mm两种规格的漆包线，所述 外绕漆包线两端的去漆长度不长于1_。
[0016] 优选的，用缩醛烘干胶液对所述LC滤波器整体内部进行固定。
[0017] 实施本发明，具有如下有益效果：
[0018] 本发明采用了采用了 0603封装的电容，并将所需的所有的电感全用绕线磁环代 替，从而保证了相关电学参数，也因此大大提升了该滤波器的电性能指标，并使得滤波器具 有具有温漂小、稳定性高的优点，最终的缩醛烘干胶液既保证了滤波器内部的稳固，又不会 对调试好的滤波器造成影响。
[0019] 本发明滤波器的PCB板采用0. 5mm厚度的PCB板，既有效的节省了空间，又保证了 滤波器的稳定工作，并有利于整体结构的稳定。在PCB板设计了全新的封装结构，使输入输 出以及接地信号都能完美的传入PCB和元器件中，PCB板的背面和底座完全接触，创造良好 接地效果。本发明中专门的壳体包装，使得本发明的机械性能有所提升，能够应用于比较恶 劣的环境。
[0020] 本发明综合考虑超宽带宽、尺寸、矩形系数这三个参数，以这三个参数获取最优值 为设计原则设计了滤波器的传递函数展开方程，并按照传递函数展开方程进行电容和电感 参数的匹配，使得本发明滤波器具有如下优良性能：
[0021] (1)标称频率可达到20MHz的带宽，并且体积很小，只有13. 5*5. 5*6,属于微型封 装，重量较轻；
[0022] (2)具有低插损、高矩形度和高阻带抑制的优点；
[0023] (3)实现了 -40dB矩形系数控制在1. 5的高性能指标。
【附图说明】
[0024] 图1是滤波器的内部结构示意图；
[0025] 图2是滤波器的拓扑图；
[0026] 图3是滤波器的外形示意图。
[0027] 其中：1_PCB底座，2-绕线磁环，3-外绕漆包线，4-电容，5-矩形焊盘，L-整体封装 长度，W-整体封装宽度，H-整体封装高度。
【具体实施方式】
[0028] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一 步地详细描述。
[0029] 本发明实施例提供了一种微型超宽频带带通LC滤波器，如图1所示，包括PCB底 座1、绕线磁环2和电容4,所述PCB底座1共有三层，所述PCB底座1厚0? 5mm宽5. 5mm，长 13mm，所述电容4和所述绕线磁环2均通过锡焊固定于所述PCB顶层之上，所述绕线磁环2 外部套设有外绕漆包线3,所述绕线磁环2磁感系数稳定，并具有温漂小、稳定性高的优点；
[0030] 所述PCB底座1底层包括接地区域和非接地区域，所述非接地区域为对称设置于 所述PCB底座1底层左右两端的矩形焊盘5,所述矩形焊盘5的对称轴与PCB底座1底层 的对称轴重合，所述矩形焊盘5与所述PCB底座1顶层通过通孔状结构连通，用于作为所述 LC滤波器的 信号输入和输出端口；
[0031] 所述LC滤波器为5阶的LC滤波器，所述LC滤波器的的椭圆形LC滤波器传递函 数展开方程为。
[0032] 根据所述展开方程，获取对应的所述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7组电容电感构成的LC震荡回路，为了保证 各项参数，本实施例将所有的电感全用磁环线圈代替；一个焊盘焊接一组电容和绕线磁环， 因此至少需要7个焊盘。
[0033] 优选的，所述PCB底座1的中间层和所述PCB底座1的接地区域都接地。
[0034] 优选的，所述PCB底座1底层的接地区域整面铺铜，不铺阻焊，造成与地的良好接 触。
[0035] 优选的，还包括白铜制作的壳体，所述壳体有四个凸台，所述PCB底座1底层接地 区域有四个凹向PCB底座1中间层的凹口，所述凸台和所述凹口相配合，所述壳体与PCB底 座的配合设计可以有效提升滤波器的屏蔽性能。
[0036] 优选的，所述LC滤波器中的仿真算法的参数包括所述绕线磁环2之间的互感值； 经过测试，在本发明中100nH的绕线磁环5工作时的互感值为自身电感总值的5% ;300nH 的绕线磁环5工作时的互感值为自身电感总值的7% -8%。
[0037] 优选的，每个所述绕线磁环2与对应的所述电容4设置于同一组所述PCB底座1 顶层中的焊盘，所述绕线磁环2通过焊接固定于所述焊盘，对应的所述电容4位于所述绕线 磁环2焊点上方并焊接固定于所述焊盘，所述绕线磁环2的引脚只露出0. 5-1. 5mm，以保证 所述绕线磁环2的焊点与PCB底座1良好的接触和固定。
[0038] 优选的，所述绕线磁环2共有两种型号，所述绕线磁环2满足了不同参数下的电感 Q值，所述绕线磁环2共有7个。
[0039] 优选的，所述电容4采用统一0603封装，所述电容4与PCB板边缘间距大于0. 5mm。
[0040] 优选的，所述外绕漆包线3采用直径0.22mm和直径0.1mm两种规格的漆包线，所 述外绕漆包线3两端的去漆长度不长于1mm，以保证滤波器性能的稳定性，防止发生意外短 路。
[0041] 优选的，用缩醛烘干胶液对所述LC滤波器整体内部进行固定。
[0042] 如图3所示，所述滤波器：整体封装长度L为13. 5mm，上盖封装宽度W为6mm，整 体封装高度H为5. 5_，由此可知，本发明所述滤波器所占体积是非常小的。
[0043] 本实施例的核心性能参数如下表所示：
[0044]

[0045] 以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范 围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
【主权项】
1. 一种微型超宽频带带通LC滤波器，其特征在于，包括PCB底座（I)、绕线磁环（2)和 电容（4)，所述PCB底座⑴共有三层，所述电容⑷和所述绕线磁环⑵均通过锡焊固定 于所述PCB顶层之上，所述绕线磁环（2)外部套设有外绕漆包线（3); 所述PCB底座（1)底层包括接地区域和非接地区域，所述非接地区域由矩形焊盘（5) 构成，所述矩形焊盘（5)与所述PCB底座（1)顶层通过通孔状结构连通，用于作为所述LC 滤波器的信号输入和输出端口； 所述LC滤波器为5阶的LC滤波器，所述LC滤波器的的椭圆形LC滤波器传递函数展 开方程为，所述LC滤波器的拓扑结构严格遵守所述展开方程，所述LC滤波器的拓扑结构中 共有7组由电容⑷和绕线磁环⑵构成的LC震荡回路，一组所述LC震荡回路包括一个 电容和一个电感。2. 根据权利要求1所述的一种微型超宽频带带通LC滤波器，其特征在于，所述PCB底 座（1)的中间层和所述PCB底座（1)的接地区域都接地。3. 根据权利要求1或2所述的一种微型超宽频带带通LC滤波器，其特征在于，所述PCB 底座（1)底层的接地区域整面铺铜，不铺阻焊。4. 根据权利要求3所述的一种微型超宽频带带通LC滤波器，其特征在于，还包括壳体， 所述壳体有四个凸台，所述PCB底座（1)底层接地区域有四个凹向PCB底座（1)中间层的 凹口，所述凸台和所述凹口相配合。5. 根据权利要求1、2或4所述的的一种微型超宽频带带通LC滤波器，其特征在于，所 述LC滤波器中的仿真算法的参数包括所述绕线磁环（2)之间的互感值。6. 根据权利要求5所述的一种微型超宽频带带通LC滤波器，其特征在于，每个所述绕 线磁环（2)与对应的所述电容（4)设置于同一组所述PCB底座（1)顶层中的焊盘，所述绕 线磁环（2)通过焊接固定于所述焊盘，对应的所述电容（4)位于所述绕线磁环（2)焊点上 方并焊接固定于所述焊盘，所述绕线磁环（2)的引脚只露出0.5-1. 5mm。7. 根据权利要求6所述的一种微型超宽频带带通LC滤波器，其特征在于，7个所述绕 线磁环（2)共由两种型号的磁环构成，所述绕线磁环（2)满足了不同参数下的电感Q值。8. 根据权利要求6或7所述的一种微型超宽频带带通LC滤波器，其特征在于，所述电 容⑷采用统一 0603封装，所述电容⑷与PCB板边缘间距大于0. 5mm。9. 根据权利要求8所述的一种微型超宽频带带通LC滤波器，其特征在于，所述外绕漆 包线（3)采用直径0.22_和直径0.1 mm两种规格的漆包线，所述外绕漆包线（3)两端的去 漆长度不长于1mm。10. 根据权利要求9所述的一种微型超宽频带带通LC滤波器，其特征在于，所述LC滤 波器整体内部使用缩醛烘干胶液进行固定。
【专利摘要】本发明提供了一种微型超宽频带带通LC滤波器。本发明通过采用温漂小、稳定性好、高Q值的绕线磁环，并采用了0603封装的电容，从而大大提升了该滤波器的电性能指标；专门的壳体包装，使得本发明的机械性能有所提升，能够应用于比较恶劣的环境；在PCB板处的三层结构设计，可以有效屏蔽信号干扰，使输入输出以及接地信号都能完美地传入PCB和元器件中。本发明以微小体积、超大带宽和高矩形度为设计原则，设计了滤波器的传递函数展开方程，并严格按照方程参数进行电容和电感的匹配，因此，本发明具有微小封装、超大带宽、低插损、高矩形度和高阻带抑制等诸多机械和电学性能的优点。
【IPC分类】H03H7/01
【公开号】CN104883151
【申请号】CN201510255897
【发明人】李洪, 万飞, 杨思川, 陈明和, 黄歆, 李凯
【申请人】北京中科飞鸿科技有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年5月19日