CN110649904A - 一种5g带通滤波器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种5G带通滤波器，属于滤波器技术领域。本发明包括从上至下依次的电路结构层、基体层和等效大地层，电路结构层上形成有滤波器电路结构，滤波器电路结构包括串联连接在输入端口和输出端口之间的第一串联谐振单元、第二串联谐振单元和第三串联谐振单元，第一串联谐振单元和第二串联谐振单元连接有接地的第一并联谐振单元，第二串联谐振单元和第三串联谐振单元之间连接有接地的第二并联谐振单元，第二串联谐振单元的电容单元由两个子电容串联而成，结合半导体工艺实现小型化和便于集成的效果。

Description

一种5G带通滤波器

技术领域

本发明涉及一种5G带通滤波器，属于滤波器技术领域。

背景技术

随着移动通信快速发展，手机射频滤波器爆发式增长。在射频前端模块中，射频滤波器起着至关重要的作用。它可以将带外干扰和噪声滤除以满足射频系统和通讯协议对于信噪比的需求。随着通信协议越来越复杂，对于通讯协议对于频带内外的需求也越来越高，这也使得滤波器的设计越来越有挑战性。另外，随着手机需要支持的频带数目不断上升，由于每一个频带有需要有自己的滤波器，因此一款手机中需要用到的滤波器数量也在不断上升。

在4G网络高速发展的同时，各大通信设备巨头已经强势布局5G技术，在过去的4G时代里面，主要使用的是SAW滤波器，虽然说成本较低，工艺精湛，但是却不能满足5G传输的需求。5G需要集成大量的电子元器，所以，滤波器尺寸需要更小以及方便集成，因此需要一种体积小，频率稳定，损耗低的滤波器。

发明内容

本发明的目的在于克服现有滤波器存在的上述缺陷，提供了一种5G带通滤波器，包括电路结构层、基体层和等效大地层，结合半导体工艺实现小型化和便于集成的效果。

本发明是采用以下的技术方案实现的：

一种5G带通滤波器，包括从上至下依次的电路结构层、基体层和等效大地层，电路结构层上形成有滤波器电路结构，并设有输入端口、输出端口和多个接地端口。

进一步地，滤波器电路结构包括串联连接在输入端口和输出端口之间的第一串联谐振单元、第二串联谐振单元和第三串联谐振单元，第一串联谐振单元和第二串联谐振单元连接有接地的第一并联谐振单元，第二串联谐振单元和第三串联谐振单元之间连接有接地的第二并联谐振单元。

进一步地，第二串联谐振单元的电容单元由两个子电容串联而成，由于工艺采用的是薄膜电容，单位面积的电容量比较大，通过电容串联的方式增大工艺的容差，增加电容的耐压值。

进一步地，第一并联谐振单元还连接有第四串联谐振单元，第二并联谐振单元还连接有第五串联谐振单元。

进一步地，接地端口设有4个，两个与输入端口形成GSG共面端口，两个与输出端口形成GSG共面端口。

进一步地，接地端口通过通孔与等效大地层连接。

进一步地，等效大地层为在基体层下表面通过电镀形成的一层金属导体层。

进一步地，基体层为砷化镓、氮化硅或硅等半导体材料。

本发明的有益效果是：

本发明采用GSG端口，便于与其他微波组件集成；本发明基于半导体工艺，电容采用薄膜电容，第二串联谐振单元的电容单元由两个子电容串联而成，通过电容串联的方式增大工艺的容差，增加电容的耐压值，最终实现小型化、便于集成的5G用滤波器。

附图说明

图1为本发明的电路示意图；

图2为本发明的滤波器结构示意图；

图3为本发明的外形示意图；

图4为本发明的仿真结果示意图。

附图标记说明：

1、基体层；2、等效大地层；3、电路结构层；4、输入GSG共面端口；5、输出GSG共面端口；6、接连通孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图3所示，本实用带通滤波器包括从上至下依次的电路结构层3、基体层1和等效大地层2，电路结构层3上形成有滤波器电路结构，并设有输入端口、输出端口和接地端口，封装结构为1.2mm×0.9mm×0.1mm。

如图1和图2所示，滤波器电路结构包括串联连接在输入端口S1和输出端口S2之间的第一串联谐振单元(L1、C1)、第二串联谐振单元(L2、C2)和第三串联谐振单元(L3、C3)，第一串联谐振单元(L1、C1)和第二串联谐振单元连接有接地的第一并联谐振单元(L4、C4)，第二串联谐振单元和第三串联谐振单元(L3、C3)之间连接有接地的第二并联谐振单元(L6、C6)，其中第二串联谐振单元的电容单元C2由两个子电容(C2a、C2b)串联而成，输入端S1连接电感L1，电感L1连接电容C1，电容C1连接电容C2a，电容C2a连接电感L2，电感L2连接C2b,电容C2b连接电容C3，电容C3连接电感L3；电容C1和电容C2a之间连接第一并联谐振(电感L4、电容C4)的一端，第一并联谐振的另一端连接电容C5，电容C5连接电感L5，电感L5连接接地端口；电容C2b和电容C3之间连接第二并联谐振(电感L6、电容C6)的一端，第一并联谐振的另一端连接电容C7，电容C7连接电感L7，电感L7连接接地端口。

为了便于与其他微波组件集成，接地端口设有4个，分别是G1、G2、G3、G4，其中接地端口G1、接地端口G2与输入端S1形成输入GSG共面端口；接地端口G3、接地端口G4与输出端S2形成输出GSG共面端口，接地端口G1通过通孔V1和等效大地层连接，接地端口G2通过通孔V2和等效大地层连接，接地端口G3通过通孔V3和等效大地层连接，接地端口G4通过通孔V4和等效大地层连接。也可以只设置G2和G4两个接地端口或者将L5和L7直接相连，然后由一个接地端口通过通孔接地，均不影响整体滤波器效果。

如图4所示，本发明5G带通滤波器中心频率为3.75GHz，通带带宽3.3GHz到4.2GHZ，通带内插入损耗小于2.5dB；阻带内，在DC～2.5GHz范围内抑制大于30dB、在5.0～10GHz范围内抑制大于30dB。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种5G带通滤波器，其特征在于，包括从上至下依次的电路结构层(3)、基体层(1)和等效大地层(2)，所述电路结构层(3)上形成有滤波器电路结构，并设有输入端口、输出端口和多个接地端口。

2.根据权利要求1所述的5G带通滤波器，其特征在于：所述的滤波器电路结构包括串联连接在输入端口和输出端口之间的第一串联谐振单元、第二串联谐振单元和第三串联谐振单元，第一串联谐振单元和第二串联谐振单元连接有接地的第一并联谐振单元，第二串联谐振单元和第三串联谐振单元之间连接有接地的第二并联谐振单元。

3.根据权利要求2所述的5G带通滤波器，其特征在于：所述第二串联谐振单元的电容单元由两个子电容串联而成。

4.根据权利要求2所述的5G带通滤波器，其特征在于：所述第一并联谐振单元还连接有第四串联谐振单元，所述第二并联谐振单元还连接有第五串联谐振单元。

5.根据权利要求1所述的5G带通滤波器，其特征在于：所述接地端口设有4个，两个与输入端口形成GSG共面端口，两个与输出端口形成GSG共面端口。

6.根据权利要求1所述的5G带通滤波器，其特征在于：所述接地端口通过通孔与等效大地层(2)连接。

7.根据权利要求1所述的5G带通滤波器，其特征在于：所述等效大地层(2)为在基体层(1)下表面通过电镀形成的一层金属导体层。

8.根据权利要求1所述的5G带通滤波器，其特征在于：所述基体层(1)为砷化镓、氮化硅或硅等半导体材料。

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