CN112422096A - 一种ipd吸收式高通滤波器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种IPD吸收式高通滤波器，属于滤波器技术领域。包括基体层和其上表面的金属层，金属层上形成有电路结构，电路结构包括高通通路单元和信号吸收单元，高通通路单元包括串联在输入端口和输出端口之间的第一电容，第一电容和输入端口之间连接有第一电感，第一电感连接有第一接地电容，第一电容和输出端口之间连接有第二电感，第二电感连接有第二接地电容，信号吸收单元为三个电阻形成的π型衰减器，本发明基于IPD工艺和新型电路拓扑结构形成，达到尺寸小和带外无反射的效果。第一电容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、便于集成的滤波器。
Description
技术领域
本发明涉及一种IPD吸收式高通滤波器，属于滤波器技术领域。
背景技术
常规的滤波器设计电路，是通过把不需要的信号反射回源，达到滤波的目的。在大部分应用中，反射回源的信号会对电路的性能造成很大的影响。例如，滤波器经常会用在混频器的前面和后面，而常规滤波器反射的阻带信号会在混频器中产生一些不必要的谐波；在高增益放大器电路中，反射回源的阻带信号可能会使放大器不稳定和振荡。设计接近或满足电路要求的滤波器，是一项巨大的挑战。
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IPD吸收式高通滤波器，基于IPD工艺和新型电路拓扑结构形成，达到尺寸小和带外无反射的效果。
本发明是采用以下的技术方案实现的：
一种IPD吸收式高通滤波器，包括基体层和其上表面的金属层，金属层上形成有电路结构，电路结构包括高通通路单元和信号吸收单元，高通通路单元包括串联在输入端口和输出端口之间的第一电容，第一电容和输入端口之间连接有第一电感，第一电感连接有第一接地电容，第一电容和输出端口之间连接有第二电感，第二电感连接有第二接地电容，所述信号吸收单元为三个电阻形成的π型衰减器。
进一步地，第一电容由两个子电容串联形成。
进一步地，第一电感和第二电感采用平面螺旋结构。
进一步地，第一电容、第一接地电容和第二接地电容均采用薄膜平行板电容。
进一步地，信号吸收单元的电阻由82%Ni和18%Cr组成。
进一步地，电阻通过磁控溅射共沉积方法获得精准电阻值。
进一步地，第一电感的电感值与第二电感的电感值相等，所述第一接地电容的电容值与第二接地电容的电容值相等。
进一步地，所述基体层为为砷化镓、氮化硅或硅。
进一步地，高通通路单元和信号吸收单元可以作为子单元进行多级级联。
本发明的有益效果是：
（1）本发明的第一电容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；
（2）本发明通过信号吸收单元吸收阻带信号，阻止反射信号回信号源来实现滤波器的无反射特性，防止反射回源的信号对电路性能的影响；
（3）本发明具有很好的可扩展性，可根据需求进行直接级联设计，通过牺牲插入损耗，提供更高的带外衰减；
（4）本发明基于IPD工艺和新型电路拓扑结构形成，最终达到尺寸小和带外无反射的效果。
附图说明
图1为本发明的电路拓扑图；
图2为本发明的内部结构示意图；
图3为本发明的封装外壳结构示意图；
图4为本发明的三维电路结构示意图；
图5为本发明的S参数仿真结果
图中标记：1封装外壳；11 输入端口；12输出端口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本实施例的吸收式高通滤波器包括基体层和大地层，基体层的上表面有金属层，金属层上形成有电路结构，电路结构包括高通通路单元和信号吸收单元，高通通路包含输入端、输出端、端口地、第一电容C1、第一电感L1、第二电感L2、第一接地电容C2、第二接地电容C3；其中输入端连接第一电容C1，第一电容C1另一端连接输出端，输入端和第一电容C1之间连接第一电感L1，第一电感L1另一端连接信号吸收单元，输出端和第一电容C1之间连接第二电感L2，第二电感L2另一端连接信号吸收单元，第一电感L1和信号吸收单元之间连接第一接地电容C2，第一接地电容C2另一端接地，第二电感L2和信号吸收单元之间连接第二接地电容C3，第二电容C3另一端接地；其中信号吸收单元包含电阻R1、电阻R2、电阻R3、端口地，其中三个电阻形成一个π型衰减器。
如图2、图3、图4所示，本实施例的吸收式高通滤波器包括封装外壳1和IPD滤波器本体，封装外壳1可采用铝金属或者合金制备，该封装外壳1作为滤波器的安装底座，本实施案例的整体封装尺寸为(1.1mm×1.0mm×0.5mm)，封装外壳1的厚度为100um，在滤波器对应输入端口11和输出端口12作开口处理如图中11和12所示，从而实现滤波器输入端和输出端的引出，同时封装外壳1作为电路的接地端使用；IPD滤波器本体采用IPD硅工艺，通过光刻、金属沉积、干法刻蚀、高温氧化刻蚀等工序制备，等效电感采用平面螺旋结构；等效电容采用薄膜平行板电容；等效电阻采用82%Ni和18%Cr组成通过磁控溅射共沉积方法获得精准电阻值，IPD滤波器的尺寸为(0.9mm×0.8mm×0.25mm)。
如图5所示，本实施例的吸收式高通滤波器3dB截止频率为3.0GHz，4GHz~8GHz通带内插入损耗小于1.0dB；DC~6GHz驻波小于15dB；阻带内，在DC到1.5GHz范围内抑制大于20dB。
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IPD吸收式高通滤波器，包括基体层和其上表面的金属层，其特征在于，所述金属层上形成有电路结构，所述电路结构包括高通通路单元和信号吸收单元，所述高通通路单元包括串联在输入端口和输出端口之间的第一电容，第一电容和输入端口之间连接有第一电感，第一电感连接有第一接地电容，第一电容和输出端口之间连接有第二电感，第二电感连接有第二接地电容，所述信号吸收单元为三个电阻形成的π型衰减器，所述第一电容由两个子电容串联形成。
2.根据权利要求1所述的IPD吸收式高通滤波器，其特征在于：所述第一电感和第二电感采用平面螺旋结构。
3.根据权利要求1所述的IPD吸收式高通滤波器，其特征在于：所述第一电容、第一接地电容和第二接地电容均采用薄膜平行板电容。
4.根据权利要求1所述的IPD吸收式高通滤波器，其特征在于：所述信号吸收单元的电阻由82%Ni和18%Cr组成。
5.根据权利要求4所述的IPD吸收式高通滤波器，其特征在于：所述电阻通过磁控溅射共沉积方法获得精准电阻值。
6.根据权利要求1所述的IPD吸收式高通滤波器，其特征在于：所述第一电感的电感值与第二电感的电感值相等，所述第一接地电容的电容值与第二接地电容的电容值相等。
7.根据权利要求1所述的IPD吸收式高通滤波器，其特征在于：所述基体层为为砷化镓、氮化硅或硅。
8.根据权利要求1所述的IPD吸收式高通滤波器，其特征在于：所述高通通路单元和所述信号吸收单元可以作为子单元进行多级级联。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN113242040A (zh) * | 2021-05-08 | 2021-08-10 | 珠海微度芯创科技有限责任公司 | 频率合成设备及频率合成方法 |
| CN115694394A (zh) * | 2023-01-04 | 2023-02-03 | 成都频岢微电子有限公司 | 一种适用于wifi 5g频段的ipd带通滤波器芯片 |
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