CN109585987B - 改进型片上二阶带通滤波器及射频无线通信设备 - Google Patents
改进型片上二阶带通滤波器及射频无线通信设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109585987B CN109585987B CN201811502345.1A CN201811502345A CN109585987B CN 109585987 B CN109585987 B CN 109585987B CN 201811502345 A CN201811502345 A CN 201811502345A CN 109585987 B CN109585987 B CN 109585987B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- metal
- via hole
- layer
- slot line
- metal via
- 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.)
- Active
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 274
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 274
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 31
- 230000010354 integration Effects 0.000 abstract description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 238000013461 design Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000577 Silicon-germanium Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 3
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 2
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N Indium phosphide Chemical compound [In]#P GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000012995 silicone-based technology Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
- H01P1/201—Filters for transverse electromagnetic waves
- H01P1/203—Strip line filters
- H01P1/20327—Electromagnetic interstage coupling
- H01P1/20354—Non-comb or non-interdigital filters
- H01P1/20381—Special shape resonators
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
本发明公开了一种改进型片上二阶带通滤波器及射频无线通信设备，所述滤波器包括从上到下依次设置的第一金属层、第二金属层、极板电容层以及第三金属层，第二金属层与极板电容层之间通过金属过孔连接，第一金属层上设有第一谐振器、第二谐振器、第一馈电端口和第二馈电端口，第一谐振器与第二谐振器对称设置，所述第一馈电端口与第二馈电端口对称设置，第一馈电端口、第一谐振器、第二谐振器和第二馈电端口依次连接，第三金属层上设有地板，地板上开有多条相连的槽线，地板通过金属过孔分别与第一谐振器、第二谐振器连接。本发明的滤波器具有体积小、加工容易、易加工、易于与其他器件集成等优点，能够很好地满足现代通讯系统的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种滤波器，尤其是一种改进型片上二阶带通滤波器及射频无线通信设备，属于无线通信领域。
背景技术
微波滤波器是现代通信系统中发射端和接收端必不可少的器件，它对信号起分离作用，让有用的信号尽可能无衰减的通过，对无用的信号尽可能大的衰减抑制其通过。随着无线通信技术的发展，信号间的频带越来越窄，各种通讯设备的尺寸越来越小，这就对滤波器的规格，可靠性和尺寸大小提出了更高的要求。微带滤波器具有高的频率选择性、低插损、功率容量大、性能稳定，小尺寸，易于集成等优点而具有很高的应用价值。
目前，用于毫米波应用的第五代(5G)通信的单片微波集成电路(MMIC)的设计正在步入一个新时代。传统上，包括无源器件和有源器件在内的高性能MMIC主要在III/V技术中实施，例如砷化镓(GaAs)。近年来，一些突破已经被用于更多地实现这些设备基于成本效益的硅基技术。不同的无源器件，带通滤波器也许是其中之一最不可缺少的设备。因此广泛相关工作已在文献中发表。设计的高性能片上BPF(BerkeleyPacket Filter，带通滤波器)是一个非常复杂的问题任务，这涉及几个设计权衡。其中一个基本设计挑战是如何权衡插入损耗，阻带衰减和尺寸这三者。作为硅衬底本质上是“有损的”，从设计的角度来看，最大限度地减少插入损耗的最有效方法是保持最佳状态设计尽可能紧凑。
1980年代IBM为改进Si材料而加入Ge，以便增加电子流的速度，减少耗能及改进功能，却意外成功的结合了Si与Ge。而自98年IBM宣布SiGe迈入量产化阶段后，近两、三年来，SiGe已成了最被重视的无线通信IC制程技术之一。
依材料特性来看，SiGe高频特性良好，材料安全性佳，导热性好，而且制程成熟、整合度高，具成本较低之优势，换言之，SiGe不但可以直接利用半导体现有200mm晶圆制程，达到高集成度，据以创造经济规模，还有媲美GaAs的高速特性。随着近来IDM大厂的投入，SiGe技术已逐步在截止频率(fT)与击穿电压(Breakdown voltage)过低等问题获得改善而日趋实用。
SiGe既拥有硅工艺的集成度、良率和成本优势，又具备第3到第5类半导体(如砷化镓(GaAs)和磷化铟(InP)在速度方面的优点。只要增加金属和介质叠层来降低寄生电容和电感，就可以采用SiGe半导体技术集成高质量无源部件。此外，通过控制锗掺杂还可设计器件随温度的行为变化。SiGe BiCMOS工艺技术几乎与硅半导体超大规模集成电路(VLSI)行业中的所有新技术兼容，包括绝缘体硅(SOI)技术和沟道隔离技术。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供了一种改进型片上二阶带通滤波器，该滤波器具有体积小、加工容易、易加工、易于与其他器件集成等优点，能够很好地满足现代通讯系统的要求。
本发明的另一目的在于提供一种射频无线通信设备。
本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：
改进型片上二阶带通滤波器，包括从上到下依次设置的第一金属层、第二金属层、极板电容层以及第三金属层，所述第二金属层与极板电容层之间通过金属过孔连接，所述第一金属层上设有第一谐振器、第二谐振器、第一馈电端口和第二馈电端口，所述第一谐振器与第二谐振器对称设置，所述第一馈电端口与第二馈电端口对称设置，第一馈电端口、第一谐振器、第二谐振器和第二馈电端口依次连接，所述第三金属层上设有地板，所述地板上开有多条相连接的槽线，地板通过金属过孔分别与第一馈电端口、第二馈电端口连接。
进一步的，所述第一谐振器和第二谐振器均包括弯折接地微带线以及其中一侧开口的矩形环状微带线，所述弯折接地微带线从开口处延伸至矩形环状微带线的内部，并与矩形环状微带线的另一侧连接。
进一步的，所述第一金属层上还设有两侧开口的第一开口接地屏蔽环，所述第一谐振器和第二谐振器对称设置在第一开口接地屏蔽环内，所述第一馈电端口和第二馈电端口对称设置在第一开口接地屏蔽环的两侧开口处。
进一步的，所述第二金属层上设有第一金属片、第二金属片、第三金属片、第四金属片和两侧开口的第二开口接地屏蔽环，所述第一金属片和第二金属片对称设置在第二开口接地屏蔽环的两侧开口处，第一金属片和第二金属片分别通过金属过孔与极板电容层连接，所述第三金属片和第四金属片对称设置在第二开口接地屏蔽环内，第三金属片的上端通过金属过孔与第一馈电端口连接，第四金属片的上端通过金属过孔与第二馈电端口连接，第三金属片和第四金属片的下端分别通过金属过孔与地板连接。
进一步的，所述极板电容层上设有第一极板电容、第二极板电容和两侧开口的第三开口接地屏蔽环，所述第一极板电容和第二极板电容对称设置在第三开口接地屏蔽环的两侧开口处，第一极板电容和第二极板电容分别通过金属过孔与第二金属层连接。
进一步的，所述地板上的槽线有十三条，十三条槽线分别为第一槽线、第二槽线、第三槽线、第四槽线、第五槽线、第六槽线、第七槽线、第八槽线、第九槽线、第十槽线、第十一槽线、第十二槽线和第十三槽线；
所述第二槽线的第一端和第三槽线的第一端分别与第一槽线的两端垂直连接，所述第四槽线的第一端与第一槽线的中间位置垂直连接；所述第二槽线的第二端与第五槽线的第一端垂直连接，所述第三槽线的第二端与第六槽线的第一端垂直连接；所述第五槽线的第二端与第七槽线的第一端垂直连接，所述第六槽线的第二端与第八槽线的第一端垂直连接；所述第七槽线的第二端与第九槽线的第一端垂直连接，所述第八槽线的第二端与第十槽线的第二端垂直连接；所述第九槽线的第二端与第十一槽线的第一端垂直连接，所述第十槽线的第二端与第十二槽线的第一端垂直连接；所述第十一槽线的第二端和第十二槽线的第二端分别与第十三槽线的两端垂直连接，所述第十三槽线的中间位置与第四槽线的第二端垂直连接。
进一步的，所述第一金属层与第二金属层之间设有第一金属过孔层，所述第一金属过孔层上设有第一金属过孔、第二金属过孔、第三金属过孔、第四金属过孔和两侧开口的第四开口接地屏蔽环，所述第一金属过孔和第二金属过孔对称设置在第四开口接地屏蔽环的两侧开口处，第一金属过孔和第二金属过孔分别与第二金属层连接，所述第三金属过孔和第四金属过孔对称设置在第四开口接地屏蔽环内，第三金属过孔的上端与第一馈电端口连接，第四金属过孔的上端与第二馈电端口连接，第三金属过孔的下端和第四金属过孔的下端分别与第二金属层连接。
进一步的，所述第二金属层与第三金属层之间设有第二金属过孔层，第二金属过孔层上设有第五金属过孔、第六金属过孔和两侧开口的第五开口接地屏蔽环，所述第五金属过孔和第六金属过孔对称设置在第五开口接地屏蔽环内，第五金属过孔和第六金属过孔的上端分别与第二金属层连接，第五金属过孔和第六金属过孔的下端分别与第三金属层连接。
进一步的，所述第二金属层与极板电容层之间设有第三金属过孔层，所述第三金属过孔层上设有第七金属过孔、第八金属过孔和两侧开口的第六开口接地屏蔽环，所述第七金属过孔和第八金属过孔对称设置在第六开口接地屏蔽环的两侧开口处，第七金属过孔和第八金属过孔的上端与第二金属层连接，第七金属过孔和第八金属过孔的下端与极板电容层连接。
进一步的，所述第一馈电端口和第二馈电端口均采用特性阻抗为50欧姆馈电线构成。
本发明的另一目的可以通过采取如下技术方案达到：
射频无线通信设备，包括射频芯片，所述射频芯片上设有上述的改进型片上二阶带通滤波器。
本发明相对于现有技术具有如下的有益效果：
1、本发明的改进型片上二阶带通滤波器基于0.13umSiGe工艺来设计，采用第一金属层、第二金属层、极板电容层和第三金属层构成的多层结构，其中第一金属层上设有依次连接的第一馈电端口、第一谐振器、第二谐振器和第二馈电端口，可以通过改变谐振器的尺寸来改变滤波器的中心频率，并且在地板上开多条槽线。可以在地板上刻出两条四分之一波长的开路线，然后通过金属过孔接到第一金属层上的第一馈电端口和第二馈电端口，产生高频零点，提高高频的频率选择性；此外，通过在各金属层走线，结合分布式传输线和芯片加工工艺的优点，具有尺寸小、结构简单、易于与其他器件集成，并具有良好的频率选择的优点，由于可以大幅减小滤波器的尺寸，能更适应日益小型化的射频无线通信设备。
2、本发明的片上二阶带通滤波器的第一金属层上的两个谐振器均具有弯折接地微带线，可以增大两个谐振器的等效电感，同时各层结构具有开口接地屏蔽环，可以增大两个谐振器的等效电容，进一步实现两个谐振器的小型化。
附图说明
图1为本发明实施例1的改进型片上二阶带通滤波器的结构示意图。
图2为本发明实施例1的改进型片上二阶带通滤波器的第一金属层结构示意图。
图3为本发明实施例1的改进型片上二阶带通滤波器的第二金属层结构示意图。
图4为本发明实施例1的改进型片上二阶带通滤波器的极板电容层结构示意图。
图5为本发明实施例1的改进型片上二阶带通滤波器的第三金属层结构示意图。
图6为本发明实施例1的改进型片上二阶带通滤波器的第一金属过孔层结构示意图。
图7为本发明实施例1的改进型片上二阶带通滤波器的第二金属过孔层结构示意图。
图8为本发明实施例1的改进型片上二阶带通滤波器的第三金属过孔层结构示意图。
图9为本发明实施例1的改进型片上二阶带通滤波器频率响应的电磁仿真曲线。
其中，1-第一金属层，101-第一谐振器，1011-第一弯折接地微带线，1012-第一矩形环状微带线，102-第二谐振器，1021-第二弯折接地微带线，1022-第二矩形环状微带线，103-第一馈电端口，104-第二馈电端口，105-第一开口接地屏蔽环，2-第二金属层，201-第一金属片，202-第二金属片，203-第三金属片，204-第四金属片，205-第二开口接地屏蔽环，3-极板电容层，301-第一极板电容，302-第二极板电容，303-第三开口接地屏蔽环，4-第三金属层，401-地板，402-第一槽线，403-第二槽线，404-第三槽线，405-第四槽线，406-第五槽线，407-第六槽线，408-第七槽线，409-第八槽线，410-第九槽线，411-第十槽线，412-第十一槽线，413-第十二槽线，414-第十三槽线，5-第一金属过孔层，501-第一金属过孔，502-第二金属过孔，503第三金属过孔，504-第四金属过孔，505-第四开口接地屏蔽环，6-第二金属过孔层，601-第五金属过，602-第六金属过孔，603-第五开口接地屏蔽环，7-第三金属过孔层，701-第七金属过孔，702-第八金属过孔，703-第六开口接地屏蔽环。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1：
如图1～图8所示，本实施例提供了一种改进型片上二阶带通滤波器，该滤波器为多层结构，其包括第一金属层(Topmetal2层)1、第二金属层(Topmetal1层)2、极板电容层(MIM层)3和第三金属层(Metal5层)4，第一金属层1、第二金属层2、极板电容层3和第三金属层4从上到下依次设置。
如图1和图2所示，所述第一金属层1上设有第一谐振器101、第二谐振器102、第一馈电端口103和第二馈电端口104，第一馈电端口103、第一谐振器101、第二谐振器102和第二馈电端口104依次连接，其中第一谐振器101与第二谐振器102对称设置，第一馈电端口103与第二馈电端口104对称设置，第一馈电端口103和第二馈电端口104均采用特性阻抗为50欧姆馈电线构成。
进一步地，第一谐振器101和第二谐振器102的结构相同，第一谐振器101包括第一弯折接地微带线1011以及其中一侧开口的第一矩形环状微带线1012，第一弯折接地微带线1011从开口处延伸至第一矩形环状微带线1012的内部，并与第一矩形环状微带线1012的另一侧连接，第一弯折接地微带线1011可以增大第一谐振器101的等效电容；第二谐振器102包括第二弯折接地微带线1021以及其中一侧开口的第二矩形环状微带线1022，第二弯折接地微带线1021从开口处延伸至第二矩形环状微带线1022的内部，并与第二矩形环状微带线1022的另一侧连接，第二弯折接地微带线1021可以增大第二谐振器102的等效电容。
为了增大第一谐振器101和第二谐振器102的等效电容，第一金属层1上还设有第一开口接地屏蔽环105，第一开口接地屏蔽环105的两侧开口，从图2的角度看，第一开口接地屏蔽环105的上、下两侧开口，第一谐振器101和第二谐振器102对称设置在第一开口接地屏蔽环105内，第一馈电端口103和第二馈电端口104对称设置在第一开口接地屏蔽环105的两侧开口处。
如图3所示，所述第二金属层2上设有第一金属片201、第二金属片202、第三金属片203、第四金属片204和第二开口接地屏蔽环205，第一金属片201和第二金属片202分别通过金属过孔与极板电容层3连接，第三金属片203的上端通过金属过孔与第一馈电端口103连接，第三金属片203的上端通过金属过孔与第二馈电端口104连接，第三金属片和第四金属片的下端分别通过金属过孔与第三金属层4连接，第二开口接地屏蔽环203的两侧开口，从图3的角度看，第二开口接地屏蔽环205的上、下两侧开口，第一金属片201和第二金属片202对称设置在第二开口接地屏蔽环205的两侧开口处，第三金属片203和第四金属片204对称设置在第二开口接地屏蔽环205内。
如图4所示，所述极板电容层3上设有第一极板电容301、第二极板电容302和第三开口接地屏蔽环303，第三开口接地屏蔽环303的两侧开口，从图4的角度看，第三开口接地屏蔽环303的上、下两侧开口，第一极板电容301和第二极板电容302对称设置在第三开口接地屏蔽环303的两侧开口处。
如图1和图5所示，所述第三金属层4上设有地板401，地板401上开有十三条槽线，十三条槽线分别为第一槽线402、第二槽线403、第三槽线404、第四槽线405、第五槽线406、第六槽线407、第七槽线408、第八槽线409、第九槽线410、第十槽线411、第十一槽线412、第十二槽线413和第十三槽线414，地板401通过金属过孔分别与第三金属片203的下端、第四金属片204的下端连接，在地板401上开十三条槽线，可以在地板401上刻出两条四分之一波长的开路线，然后通过金属过孔接到第一馈电端口103和第二馈电端口104，产生高频零点，提高高频的频率选择性。
第二槽线403的第一端和第三槽线404的第一端分别与第一槽线402的两端垂直连接，第四槽线405的第一端与第一槽线402的中间位置垂直连接；第二槽线403的第二端与第五槽线406的第一端垂直连接，第三槽线404的第二端与第六槽线407的第一端垂直连接；第五槽线406的第二端与第七槽线408的第一端垂直连接，第六槽线407的第二端与第八槽线409的第一端垂直连接；第七槽线408的第二端与第九槽线410的第一端垂直连接，第八槽线409的第二端与第十槽线的第二端垂直连接；第九槽线410的第二端与第十一槽线412的第一端垂直连接，第十槽线411的第二端与第十二槽线413的第一端垂直连接；第十一槽线412的第二端和第十二槽线413的第二端分别与第十三槽线414的两端垂直连接，第十三槽线414的中间位置与第四槽线405的第二端垂直连接。
优选地，通过上述的连接，十三条槽线形成了反E形结构，并且从图5中可以看到，第二槽线403、第三槽线404、第四槽线405、第七槽线408、第八槽线409、第十一槽线412和第十二槽线413均为水平设置，其中第二槽线403和第三槽线404的长度相同，第七槽线408和第八槽线409的长度相同，第十一槽线412和第十二槽线413的长度相同，第四槽线405的长度大于第十一槽线412(第十二槽线413)的长度，第十一槽线412(第十二槽线413)的长度大于第二槽线403(第三槽线404)的长度，第二槽线403(第三槽线404)的长度大于第七槽线408(第八槽线409)的长度；第一槽线402、第五槽线406、第六槽线407、第九槽线410、第十槽线411和第十三槽线414均为垂直设置，其中第五槽线406和第六槽线407的长度相同，第九槽线410和第十槽线411的长度相同，第一槽线402的长度大于第十槽线411(第十三槽线414)的长度，第十槽线411(第十三槽线414)的长度大于第十三槽线414的长度，第十三槽线414的长度大于第五槽线406(第六槽线407)的长度。
进一步地，第一金属层1与第二金属层2之间设有第一金属过孔层(Topvia2层)5，如图6所示，第一金属过孔层5上设有第一金属过孔501、第二金属过孔502、第三金属过孔503、第四金属过孔504和第四开口接地屏蔽环505，第一金属过孔501与第一金属片201连接，第二金属过孔502与第二金属片202连接，第三金属过孔503的上端与第一馈电端口103的金属过孔连接，第三金属过孔的下端与第三金属片203连接，第四金属过孔504的上端与第二馈电端口104的金属过孔连接，第四金属过孔的下端与第四金属片204连接，第四开口接地屏蔽环505的两侧开口，从图6的角度看，第四开口接地屏蔽环505的上、下两侧开口，第一金属过孔501和第二金属过孔502对称设置在第四开口接地屏蔽环505的两侧开口处，第三金属过孔503和第四金属过孔504对称设置在第四开口接地屏蔽环505内。
进一步地，第二金属层2与第三金属层3之间设有第二金属过孔层(Topvia1层)6，如图7所示，第二金属过孔层上设有第五金属过孔601、第六金属过孔602和第五开口接地屏蔽环603，第五金属过孔601的上端与第三金属片203连接，第五金属过孔601的下端与地板401的金属过孔连接，第六金属过孔602的上端与第四金属片204连接，第六金属过孔602的下端与地板401的金属过孔连接，第五开口接地屏蔽环603的两侧开口，从图7的角度看，第五开口接地屏蔽环603的上、下两侧开口，第五金属过孔601和第六金属过孔602对称设置在第五开口接地屏蔽环603内。
进一步地，第二金属层2与极板电容层3之间设有第三金属过孔层(Vmim层)7，如图8所示，第三金属过孔层7上设有第七金属过孔701、第八金属过孔702和第六开口接地屏蔽环703，第六开口接地屏蔽环703的两侧开口，从图8的角度看，第六开口接地屏蔽环703的上、下两侧开口，第七金属过孔701和第八金属过孔702对称设置在第六开口接地屏蔽环703的两侧开口处，第七金属过孔701的上端与第一金属片201连接，第七金属过孔701的下端与第一极板电容301连接，第八金属过孔702的上端与第二金属片202连接，第八金属过孔702的下端与第二极板电容302连接。
本实施例中，第一金属层1、第二金属层2和第三金属层4采用的金属材料可以为铝、铁、锡、铜、银、金和铂的任意一种，或可以为铝、铁、锡、铜、银、金和铂任意一种的合金。
本实施例的滤波器频率响应的电磁仿真曲线如图9所示，图中S11表示第一馈电端口的回波损耗，S21表示第一馈电端口到第二馈电端口的正向传输系数，S12表示第二馈电端口到第一馈电端口的反向传输系数，S22表示第二馈电端口的回波损耗，在图中可以看到，在30GHz～55GHz的频率范围内，|S11|的值都在-10dB以下，并有两个明显的谐振点，同样地，在该频率范围内，|S22|的值都在-10dB以下，并有两个明显的谐振点。
实施例2：
本实施例提供了一种射频无线通信设备，该设备可以为手机、平板电脑等，其包括射频芯片，所述射频芯片上设有实施例1的改进型片上二阶带通滤波器。
综上所述，本发明的改进型片上二阶带通滤波器基于0.13umSiGe工艺来设计，采用第一金属层、第二金属层、极板电容层和第三金属层构成的多层结构，其中第一金属层上设有依次连接的第一馈电端口、第一谐振器、第二谐振器和第二馈电端口，可以通过改变谐振器的尺寸来改变滤波器的中心频率，在地板上开出多条槽线可以在地板上刻出两条四分之一波长的开路线，然后通过金属过孔接到第一金属层上的第一馈电端口和第二馈电端口，产生高频零点，提高高频的频率选择性；此外，通过在各金属层走线，结合分布式传输线和芯片加工工艺的优点，具有尺寸小、结构简单、易于与其他器件集成，并具有良好的频率选择的优点，由于可以大幅减小滤波器的尺寸，能更适应日益小型化的射频无线通信设备。
以上所述，仅为本发明专利较佳的实施例，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利所公开的范围内，根据本发明专利的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都属于本发明专利的保护范围。
Claims (8)
1.改进型片上二阶带通滤波器，其特征在于：包括从上到下依次设置的第一金属层、第二金属层、极板电容层以及第三金属层，所述第二金属层与极板电容层之间通过金属过孔连接，所述第一金属层上设有第一谐振器、第二谐振器、第一馈电端口和第二馈电端口，所述第一谐振器与第二谐振器对称设置，所述第一馈电端口与第二馈电端口对称设置，第一馈电端口、第一谐振器、第二谐振器和第二馈电端口依次连接，所述第三金属层上设有地板，所述地板上开有多条相连接的槽线，地板通过金属过孔分别与第一馈电端口、第二馈电端口连接；
所述第一谐振器和第二谐振器均包括弯折接地微带线以及其中一侧开口的矩形环状微带线，所述弯折接地微带线从开口处延伸至矩形环状微带线的内部，并与矩形环状微带线的另一侧连接；
所述第一金属层上还设有两侧开口的第一开口接地屏蔽环，所述第一谐振器和第二谐振器对称设置在第一开口接地屏蔽环内，所述第一馈电端口和第二馈电端口对称设置在第一开口接地屏蔽环的两侧开口处；所述第二金属层上设有两侧开口的第二开口接地屏蔽环，所述极板电容层上设有两侧开口的第三开口接地屏蔽环。
2.根据权利要求1所述的改进型片上二阶带通滤波器，其特征在于：所述第二金属层上还设有第一金属片、第二金属片、第三金属片和第四金属片，所述第一金属片和第二金属片对称设置在第二开口接地屏蔽环的两侧开口处，第一金属片和第二金属片分别通过金属过孔与极板电容层连接，所述第三金属片和第四金属片对称设置在第二开口接地屏蔽环内，第三金属片的上端通过金属过孔与第一馈电端口连接，第四金属片的上端通过金属过孔与第二馈电端口连接，第三金属片和第四金属片的下端分别通过金属过孔与地板连接。
3.根据权利要求1所述的改进型片上二阶带通滤波器，其特征在于：所述极板电容层上还设有第一极板电容和第二极板电容，所述第一极板电容和第二极板电容对称设置在第三开口接地屏蔽环的两侧开口处，第一极板电容和第二极板电容分别通过金属过孔与第二金属层连接。
4.根据权利要求1所述的改进型片上二阶带通滤波器，其特征在于：所述地板上的槽线有十三条，十三条槽线分别为第一槽线、第二槽线、第三槽线、第四槽线、第五槽线、第六槽线、第七槽线、第八槽线、第九槽线、第十槽线、第十一槽线、第十二槽线和第十三槽线；
所述第二槽线的第一端和第三槽线的第一端分别与第一槽线的两端垂直连接，所述第四槽线的第一端与第一槽线的中间位置垂直连接；所述第二槽线的第二端与第五槽线的第一端垂直连接，所述第三槽线的第二端与第六槽线的第一端垂直连接；所述第五槽线的第二端与第七槽线的第一端垂直连接，所述第六槽线的第二端与第八槽线的第一端垂直连接；所述第七槽线的第二端与第九槽线的第一端垂直连接，所述第八槽线的第二端与第十槽线的第二端垂直连接；所述第九槽线的第二端与第十一槽线的第一端垂直连接，所述第十槽线的第二端与第十二槽线的第一端垂直连接；所述第十一槽线的第二端和第十二槽线的第二端分别与第十三槽线的两端垂直连接，所述第十三槽线的中间位置与第四槽线的第二端垂直连接。
5.根据权利要求1-4任一项所述的改进型片上二阶带通滤波器，其特征在于：所述第一金属层与第二金属层之间设有第一金属过孔层，所述第一金属过孔层上设有第一金属过孔、第二金属过孔、第三金属过孔、第四金属过孔和两侧开口的第四开口接地屏蔽环，所述第一金属过孔和第二金属过孔对称设置在第四开口接地屏蔽环的两侧开口处，第一金属过孔和第二金属过孔分别与第二金属层连接，所述第三金属过孔和第四金属过孔对称设置在第四开口接地屏蔽环内，第三金属过孔的上端与第一馈电端口连接，第四金属过孔的上端与第二馈电端口连接，第三金属过孔的下端和第四金属过孔的下端分别与第二金属层连接。
6.根据权利要求1-4任一项所述的改进型片上二阶带通滤波器，其特征在于：所述第二金属层与第三金属层之间设有第二金属过孔层，第二金属过孔层上设有第五金属过孔、第六金属过孔和两侧开口的第五开口接地屏蔽环，所述第五金属过孔和第六金属过孔对称设置在第五开口接地屏蔽环内，第五金属过孔和第六金属过孔的上端分别与第二金属层连接，第五金属过孔和第六金属过孔的下端分别与第三金属层连接。
7.根据权利要求1-4任一项所述的改进型片上二阶带通滤波器，其特征在于：所述第二金属层与极板电容层之间设有第三金属过孔层，所述第三金属过孔层上设有第七金属过孔、第八金属过孔和两侧开口的第六开口接地屏蔽环，所述第七金属过孔和第八金属过孔对称设置在第六开口接地屏蔽环的两侧开口处，第七金属过孔和第八金属过孔的上端与第二金属层连接，第七金属过孔和第八金属过孔的下端与极板电容层连接。
8.射频无线通信设备，包括射频芯片，其特征在于：所述射频芯片上设有权利要求1-7任一项所述的改进型片上二阶带通滤波器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811502345.1A CN109585987B (zh) | 2018-12-10 | 2018-12-10 | 改进型片上二阶带通滤波器及射频无线通信设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811502345.1A CN109585987B (zh) | 2018-12-10 | 2018-12-10 | 改进型片上二阶带通滤波器及射频无线通信设备 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109585987A CN109585987A (zh) | 2019-04-05 |
| CN109585987B true CN109585987B (zh) | 2023-10-27 |
Family
ID=65928589
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811502345.1A Active CN109585987B (zh) | 2018-12-10 | 2018-12-10 | 改进型片上二阶带通滤波器及射频无线通信设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109585987B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115224461B (zh) * | 2022-07-26 | 2023-07-28 | 广州添利电子科技有限公司 | 一种开路短截线段谐振器及筛选pcb天线板制成品的方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103378387A (zh) * | 2013-07-02 | 2013-10-30 | 华南理工大学 | 基于频率选择性耦合技术的宽阻带ltcc带通滤波器 |
| CN204289663U (zh) * | 2014-09-03 | 2015-04-22 | 华南理工大学 | 一种采用频率选择性耦合来抑制基波的毫米波滤波器 |
| CN105337009A (zh) * | 2015-08-23 | 2016-02-17 | 华南理工大学 | 基于频率选择性耦合抑制三次五次谐波的ltcc滤波器 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4596269B2 (ja) * | 2006-03-03 | 2010-12-08 | Ｔｄｋ株式会社 | 積層型共振器およびフィルタ |
-
2018
- 2018-12-10 CN CN201811502345.1A patent/CN109585987B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103378387A (zh) * | 2013-07-02 | 2013-10-30 | 华南理工大学 | 基于频率选择性耦合技术的宽阻带ltcc带通滤波器 |
| CN204289663U (zh) * | 2014-09-03 | 2015-04-22 | 华南理工大学 | 一种采用频率选择性耦合来抑制基波的毫米波滤波器 |
| CN105337009A (zh) * | 2015-08-23 | 2016-02-17 | 华南理工大学 | 基于频率选择性耦合抑制三次五次谐波的ltcc滤波器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109585987A (zh) | 2019-04-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5132054B2 (ja) | オンチップ回路パッド構造 | |
| US11158924B2 (en) | LTCC wide stopband filtering balun based on discriminating coupling | |
| US8682403B2 (en) | Filter having impedance matching circuits | |
| TWI663785B (zh) | 電子裝置、射頻裝置及其訊號傳輸構件 | |
| TW201431170A (zh) | 雙工器與其線路結構暨射頻收發裝置 | |
| CN111697931B (zh) | 与GaN功率放大器集成的预匹配紧凑型耦合检波电路芯片 | |
| CN108598632A (zh) | 一种具有双零点宽阻带的siw-cpw超宽带滤波器 | |
| CN112953431A (zh) | 一种适用于微波与毫米波的ipd滤波器芯片 | |
| CN109585987B (zh) | 改进型片上二阶带通滤波器及射频无线通信设备 | |
| CN107579321B (zh) | 一种枝节加载同轴腔体谐波抑制滤波器 | |
| CN106230388B (zh) | 一种高噪声抑制shf波段低噪声放大器模块 | |
| CN109599645B (zh) | 片上二阶带通滤波器及射频无线通信设备 | |
| CN209823715U (zh) | X波段大功率内匹配功率管 | |
| CN207426089U (zh) | 一种具有陷波特性的超宽带滤波器 | |
| CN209282362U (zh) | 改进型片上二阶带通滤波器及射频无线通信设备 | |
| CN215816332U (zh) | 一种加载高次抑制缝的谐振滤波器芯片 | |
| CN214898813U (zh) | 一种多层结构的ltcc带通滤波器 | |
| CN105048029B (zh) | 一种具有宽阻带高隔离特性的小型化双工器 | |
| CN115050539A (zh) | 基于ipd具有超高自谐振频率的3d电感器及其应用 | |
| CN209282361U (zh) | 片上二阶带通滤波器及射频无线通信设备 | |
| US8199457B1 (en) | Microfabricated RF capacitor | |
| Hu et al. | Design of a compact chip filter with two transmission zeros using 0.35 μm GaAs HBT | |
| CN104466319A (zh) | 一种阶梯阻抗发夹式谐振器加载开路线的双模滤波器 | |
| CN115603014B (zh) | 一种基于ltcc的高选择性高抑制度单刀双掷滤波开关 | |
| Yang et al. | A broadside-coupled meander-line resonator (BCMLR) for ultra-compact millimeter-wave MMIC designs in 0.13 μm SiGe technology |
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 |