CN106650014A - 一种微波集成lc滤波器模型的设计方法 - Google Patents

一种微波集成lc滤波器模型的设计方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106650014A
CN106650014A CN201611043743.2A CN201611043743A CN106650014A CN 106650014 A CN106650014 A CN 106650014A CN 201611043743 A CN201611043743 A CN 201611043743A CN 106650014 A CN106650014 A CN 106650014A
Authority
CN
China
Prior art keywords
model
simulation
models
filter
capacitor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201611043743.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106650014B (zh
Inventor
魏家贵
陈瑞
段斌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Aerospace Micro Electronics Technology Co Ltd
Original Assignee
Beijing Aerospace Micro Electronics Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Aerospace Micro Electronics Technology Co Ltd filed Critical Beijing Aerospace Micro Electronics Technology Co Ltd
Priority to CN201611043743.2A priority Critical patent/CN106650014B/zh
Publication of CN106650014A publication Critical patent/CN106650014A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106650014B publication Critical patent/CN106650014B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/30—Circuit design
    • G06F30/36—Circuit design at the analogue level
    • G06F30/367—Design verification, e.g. using simulation, simulation program with integrated circuit emphasis [SPICE], direct methods or relaxation methods

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Filters And Equalizers (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

本发明涉及一种微波集成LC滤波器模型的设计方法，该设计方法包括如下步骤：S1，对集总参数微带电感进行建模，并对所建立的电感模型进行二维矩量法仿真及优化处理，得到电感模型；S2，对集总参数微带电容进行建模，并对所建立的电容模型进行二维矩量法仿真及优化处理，得到电容模型；S3，对微波集成LC滤波器整体进行建模，将所述S1中的电感模型与所述S2的电容模型级联，形成LC滤波器总体模型，并对所建立的LC滤波器总体模型进行二维矩量法仿真及优化处理，得到LC滤波器总体模型，通过本发明得到的LC滤波器体积小、一致性好、且能在L波段以上实现。

Description

一种微波集成LC滤波器模型的设计方法
技术领域
本发明涉及微波集成电路设计领域，更为具体地，本发明涉及一种微波集成LC滤波器模型的设计方法。
背景技术
随着移动通信和微波通信的发展,对小型化、高性能微波滤波器的需求变得越来越迫切，考虑小型化、集成化和低成本的要求。
由于分离的电感、电容元器件体积大、离散性强，且在高频段(3GHz以上)时寄生参数影响明显，故由分离元件构成的传统LC滤波器存在体积大、一致性差，且高频段滤波器较难实现。
因此，对解决微波滤波器体积大、离散性强、在高频段时寄生参数影响明显的问题就显得迫切。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：目前传统LC滤波器体积大、一致性差，且高频段滤波器较难实现。
为解决上述的技术问题，本发明提供了一种微波集成LC滤波器模型的设计方法，该方法包括如下步骤：
S1，对集总参数微带电感进行建模，并对所建立的电感模型进行二维矩量法仿真及优化处理，得到电感模型；
S2，对集总参数微带电容进行建模，并对所建立的电容模型进行二维矩量法仿真及优化处理，得到电容模型；
S3，对微波集成LC滤波器整体进行建模，将所述S1中的电感模型与所述S2的电容模型级联，形成LC滤波器总体模型，并对所建立的LC滤波器总体模型进行二维矩量法仿真及优化处理，得到LC滤波器总体模型。
本发明的有益效果：通过这样的方法设计出的LC滤波器体积小，一致性好，在高频段上也可以实现，还可以大量生产，且成品率高、成本低。
进一步，所述S1对集总参数微带电感进行建模的方法包括如下步骤：
S11，在仿真系统软件ADS中的编辑器对集总参数微带电感进行建模，把压焊金丝/金带、基片以及金属层建立在模型里，所述的压焊金丝/金带、基片建在金属层表面上；
S12，设置端口、边界，在仿真计算器中设置好仿真参数，通过仿真计算器对电感模型进行二维矩量法仿真计算，根据计算结果，然后结合版图编辑器对集总参数微带电感模型的版图进行优化处理，得到电感模型。
进一步，所述S2对集总参数微带电容进行建模的方法包括如下步骤：
S21，在仿真系统软件ADS中的编辑器对电容进行建模，把过孔、基片以及金属层建在模型中，所述的过孔、基片建立在金属层表面上；
S22，设置端口、边界，在仿真计算器中设置好仿真参数，通过仿真计算器对电容模型进行二维矩量法仿真计算，根据计算结果，然后结合版图编辑器对电容模型的版图进行优化，得到电容模型。
进一步，所述S11中步骤还包括：当采用空气桥或介质桥时，在模型中建立过孔、介质层。
进一步，所述S21中步骤还包括：当采用平板结构电容时，在模型中建立介质层。
上述进一步的有益效果：该方法得到的滤波器的体积小，一致性好，在高频段上寄生参数影响不明显，并且研制周期短，制作工序简单，制作工艺能与PCB工艺或半导体工艺兼容。
附图说明
图1为本发明的编辑器中微波集成LC滤波器模型；
图2为本发明的编辑器中方形单圈螺旋模型；
图3为本发明的编辑器中方形多圈螺旋模型(未采用空气桥或介质桥)；
图4为本发明的编辑器中交指电容模型(未采用介质层)；
图5为本发明的一种微波集成LC滤波器模型的设计方法的流程图。
附图中：1、衬底，2、金属导体，3、压焊金丝，4、通孔，5、端口1，6、端口2。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
本发明使用到国外先进设计系统仿真软件平台ADS(Advanced Design System)。通过ADS仿真软件平台的Layout编辑器构建微带集总参数的电感、电容模型，并经2D电磁仿真计算器Moment模拟计算集总参数微带电感、电容，再Layout编辑器中级联微带集总参数电感、电容构建微波LC集成滤波器模型，然后用Moment计算器对微波LC集成滤波器模型进行矩量法仿真分析并优化，最终得出微波集成LC滤波器的版图结构。
本发明所公开的一种微波集成LC滤波器模型的设计方法，如附图1和附图5所示，该方法包括如下步骤：
S1，对集总参数微带电感进行建模，并对所建立的电感模型进行二维矩量法仿真分析及其优化，得到符合要求的电感模型；
S2，对集总参数微带电容进行建模，并对所建立的电容模型进行二维矩量法仿真分析及其优化，得到符合要求的电容模型；
S3，对微波集成LC滤波器整体进行建模，将S1中的电感模型与所述S2的电容模型结合，形成LC滤波器总体模型，并对所建立的LC滤波器总体模型进行二维矩量法仿真分析及其优化，得到符合要求的LC滤波器总体模型。
S1对集总参数微带电感进行建模的方法步骤为：
S11，在仿真系统软件ADS中的编辑器对集总参数微带电感进行建模，把压焊金丝/金带、基片以及金属层建立在模型里，压焊金丝/金带、基片建在金属层表面上；
S12，设置端口、边界，在仿真计算器中设置好仿真参数，通过仿真计算器对电感模型进行二维矩量法仿真计算分析，得到的分析结果参数不符合，再结合版图编辑器对集总参数微带电感模型的版图进行优化，直到得到分析结果参数符合要求的电感模型。
S2对集总参数微带电容进行建模的方法步骤为：
S21，在仿真系统软件ADS中的编辑器对电容进行建模，把过孔、基片以及金属层建在模型中，过孔、基片建立在金属层表面上；
S22，设置端口、边界，在仿真计算器中设置好仿真参数，通过仿真计算器对电容模型进行二维矩量法仿真计算分析，得到的分析结果参数不符合，结合版图编辑器对电容模型的版图进行优化，直到得到分析结果参数符合要求的电容模型。
S11中还包括：当采用空气桥或介质桥时，不需要压焊金丝/金带的建模，但需要对过孔、介质层建模。
S21中还包括：当采用平板结构电容时，模型中还需包含介质层。
实施例
第一步，对集总参数微带电感进行建模，并对所建立的电感模型进行二维矩量法仿真分析及其优化，得到符合要求的电感模型。
如图2和图3所示，图2为方形单圈螺旋模型，图3为方形多圈螺旋模型(未采用空气桥或介质桥)；衬底材料1(可以为微波介质材料，也可以为半导体材料)，金属导体材料2，压焊金丝3。集总参数微带电感模型的端口共设置两个，如图2和图3所示。在仿真计算器中设置频率、仿真模式、衬底参数及金属材料等，然后进行仿真计算。
第二步，对集总参数微带电容进行建模，并对所建立的电容模型进行二维矩量法仿真分析及其优化，得到符合要求的电容模型。
如图4所示，图4为未采用介质层的交指电容；衬底材料1(可以为微波介质材料，也可以为半导体材料)，金属导体材料2，通孔4。交指电容模型的端口设置1个，如图4所示。在仿真计算器中设置频率、仿真模式、衬底参数及金属材料等，然后进行仿真计算。
第三步，对微波集成LC滤波器整体进行建模，并对所建立的LC滤波器总体模型进行二维矩量法仿真分析及其优化，得到符合要求的LC滤波器总体模型。
如图1所示，根据集总参数滤波器拓扑结构，结合第一步、第二步中仿真计算优化所得的集总参数微带电感、电容模型，得到如图1所示的微波集成LC滤波器整体模型。模型中衬底材料1(可以为微波介质材料，也可以为半导体材料)，金属导体材料2，压焊金丝3，通孔4。微波集成LC滤波器模型的端口设置共2个端口1和端口2，5为端口1，6为端口2，如图1所示，在仿真计算器中进行仿真优化并得到最后的频率响应、端口驻波、群时延等参数。
在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种微波集成LC滤波器模型的设计方法，其特征在于,该方法包括如下步骤：
S1，对集总参数微带电感进行建模，并对所建立的电感模型进行二维矩量法仿真及优化处理，得到电感模型；
S2，对集总参数微带电容进行建模，并对所建立的电容模型进行二维矩量法仿真及优化处理，得到电容模型；
S3，将所述S1中的电感模型与所述S2的电容模型级联，形成LC滤波器总体模型，并对所建立的LC滤波器总体模型进行二维矩量法仿真及优化处理，得到LC滤波器总体模型。
2.根据权利要求1所述的一种微波集成LC滤波器模型的设计方法，其特征在于，所述S1对集总参数微带电感进行建模的方法包括如下步骤：
S11，在仿真系统软件ADS中的编辑器对集总参数微带电感进行建模，把压焊金丝/金带、基片以及金属层建立在模型里，所述的压焊金丝/金带、基片建在金属层表面上；
S12，设置端口、边界，在仿真计算器中设置仿真参数，通过仿真计算器对电感模型进行二维矩量法仿真计算，根据计算结果，然后结合版图编辑器对集总参数微带电感模型的版图进行优化处理，得到电感模型。
3.根据权利要求1或2所述的一种微波集成LC滤波器模型的设计方法，其特征在于，所述S2对集总参数微带电容进行建模的方法包括如下步骤：
S21，在仿真系统软件ADS中的编辑器对电容进行建模，把过孔、基片以及金属层建在模型中，所述的过孔、基片建立在金属层表面上；
S22，设置端口、边界，在仿真计算器中设置好仿真参数，通过仿真计算器对电容模型进行二维矩量法仿真计算，根据计算结果，然后结合版图编辑器对电容模型的版图进行优化，得到电容模型。
4.根据权利要求2所述的一种微波集成LC滤波器模型的设计方法，其特征在于，S11步骤中，当采用空气桥或介质桥的连接方式时，在模型中建立过孔、介质层。
5.根据权利要求3所述的一种微波集成LC滤波器模型的设计方法，其特征在于，S21步骤中，当采用平板结构电容时，在模型中建立介质层。
CN201611043743.2A 2016-11-21 2016-11-21 一种微波集成lc滤波器模型的设计方法 Active CN106650014B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611043743.2A CN106650014B (zh) 2016-11-21 2016-11-21 一种微波集成lc滤波器模型的设计方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611043743.2A CN106650014B (zh) 2016-11-21 2016-11-21 一种微波集成lc滤波器模型的设计方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106650014A true CN106650014A (zh) 2017-05-10
CN106650014B CN106650014B (zh) 2019-11-15

Family

ID=58811228

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611043743.2A Active CN106650014B (zh) 2016-11-21 2016-11-21 一种微波集成lc滤波器模型的设计方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106650014B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110533319A (zh) * 2019-08-27 2019-12-03 西安电子科技大学 一种基于互联形态的微波组件金带互联传输性能预测方法
CN112086999A (zh) * 2020-09-11 2020-12-15 东南大学 一种v2g系统集成式滤波器建模方法
CN113158600A (zh) * 2021-03-19 2021-07-23 芯和半导体科技(上海)有限公司 基于矩量法的超大规模过孔阵列快速仿真方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040193669A1 (en) * 2002-10-02 2004-09-30 Ramin Shirani Low-power, high-frequency finite impulse finite response (FIR) filter and method of use
CN102655395A (zh) * 2012-05-23 2012-09-05 中国电子科技集团公司第五十五研究所 一种直流与微波信号交叉布线的放大器电路
CN103595364A (zh) * 2013-10-31 2014-02-19 中国电子科技集团公司第四十一研究所 一种准分布参数微带高通滤波器
CN105024131A (zh) * 2015-08-05 2015-11-04 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种微波腔体带通滤波器的设计方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040193669A1 (en) * 2002-10-02 2004-09-30 Ramin Shirani Low-power, high-frequency finite impulse finite response (FIR) filter and method of use
CN102655395A (zh) * 2012-05-23 2012-09-05 中国电子科技集团公司第五十五研究所 一种直流与微波信号交叉布线的放大器电路
CN103595364A (zh) * 2013-10-31 2014-02-19 中国电子科技集团公司第四十一研究所 一种准分布参数微带高通滤波器
CN105024131A (zh) * 2015-08-05 2015-11-04 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种微波腔体带通滤波器的设计方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
陈星辰: "多层介质结构层叠LC带通滤波器设计研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110533319A (zh) * 2019-08-27 2019-12-03 西安电子科技大学 一种基于互联形态的微波组件金带互联传输性能预测方法
CN110533319B (zh) * 2019-08-27 2021-03-23 西安电子科技大学 一种基于互联形态的微波组件金带互联传输性能预测方法
CN112086999A (zh) * 2020-09-11 2020-12-15 东南大学 一种v2g系统集成式滤波器建模方法
CN113158600A (zh) * 2021-03-19 2021-07-23 芯和半导体科技(上海)有限公司 基于矩量法的超大规模过孔阵列快速仿真方法
CN113158600B (zh) * 2021-03-19 2024-03-19 芯和半导体科技（上海）股份有限公司 基于矩量法的超大规模过孔阵列快速仿真方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106650014B (zh) 2019-11-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106650014A (zh) 一种微波集成lc滤波器模型的设计方法
CN102361533B (zh) 一种优化pcb板电源分配网络的电磁带隙结构及其构建方法
CN102630127B (zh) 一种嵌入蛇形平面电磁带隙结构及其构建方法
CN104077460B (zh) 化学机械抛光方法及芯片版图等效特征参数提取方法
CN104682910A (zh) 一种互感耦合滤波器
CN102609587A (zh) 使用三维快速电磁场仿真技术设计射频集成电路的方法
CN102683769A (zh) 腔体滤波器、双工器、合路器及其传输零点频率调试方法
CN104659451B (zh) 基于1/3等边三角形基片集成谐振器的四模带通滤波器
CN109728389A (zh) 一种双层堆叠式差分微波宽阻带带通滤波器结构
CN102280439B (zh) 一种微波功率晶体管内匹配网络及其制造方法
CN109216838B (zh) 改进的缺陷地结构低通滤波器
CN107180130B (zh) 一种寄生参数提取方法
TWI397087B (zh) Inductance / transformer and its making method
CN106815379B (zh) 一种提取寄生电容的方法及系统
CN112069757B (zh) 考虑工艺扰动的金带键合路耦合信号传输性能预测方法
CN106815380A (zh) 一种提取寄生电阻的方法及系统
CN202310276U (zh) 一种优化pcb板电源分配网络的电磁带隙结构
Kapur et al. Modeling of integrated RF passive devices
CN102663175B (zh) 一种射频无源器件三维模型的构建系统以及构建方法
Lu et al. LTCC spiral inductor synthesis and optimization with measurement verification
CN113987999A (zh) 基于cps协同仿真的微系统pdn去耦网络优化方法
CN112271421B (zh) 一种玻璃基高隔离度三维双工器
CN109743034A (zh) 基于硅通孔的低通滤波器设计方法
CN103531577A (zh) 一种集成电路的金属布线结构
CN105025663B (zh) 具有线路式电子元件的封装结构及其制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant