CN113922032A

CN113922032A - 一种三阶滤波响应的滤波功率分配器

Info

Publication number: CN113922032A
Application number: CN202111171240.4A
Authority: CN
Inventors: 周雨进; 韦皓宇; 周骏
Original assignee: NANJING GUOBO ELECTRONICS CO Ltd
Current assignee: NANJING GUOBO ELECTRONICS CO Ltd
Priority date: 2021-10-08
Filing date: 2021-10-08
Publication date: 2022-01-11
Anticipated expiration: 2041-10-08
Also published as: CN113922032B

Abstract

本发明涉及一种三阶滤波响应的滤波功率分配器，其结构包括上下两条滤波通路，每条通路上包括两个串联LC谐振电路和三个接地并联LC谐振电路，同时两条通路间有两个电阻和一个电容构成的隔离网络，用于滤波功率分配器的隔离。优点：（1）采用全集总参数设计的滤波功分器，可实现器件的小型化；（2）采用MIM电容，可实现大电容密度的元件，从而器件可进一步小型化；（3）采用了准椭圆函数的综合方法，从而可实现高选择性的滤波响应；（4）采用了多个复阻抗的隔离网络，从而轻易地实现了高隔离的滤波功率分配器。

Description

一种三阶滤波响应的滤波功率分配器

技术领域

本发明是一种三阶滤波响应的滤波功率分配器，属于通信技术领域。

背景技术

随着通信技术的发展，通信系统的工作频段的增多导致了通信系统接收到的无用杂散信号增多，这使得现代通信系统对带外信号要有很强的抑制。滤波功率分配器是一种带有滤波器特性的功率分配器，因为其同时具有滤波特性和功率分配特性，有着广泛的用途。

滤波功率分配器是同时具有滤波和功率分配功能的器件，目前，这类器件需要关注的有两个指标：小型化和高隔离。在传统的滤波功率分配器当中，通常采用分布式参数来设计滤波响应，然而，这种设计方法尺寸往往很大，不能满足高密度集成系统的要求。此外，隔离度是滤波功率分配器的关键指标，在以往的设计中，一般采用单个电阻来设计隔离，不过这种隔离方式往往很差，且隔离带宽较小，而若使用多阻抗隔离网络，不但能够提高滤波功率分配器的隔离度，同时还可以改善隔离带宽，特别指出的是，这种隔离网络不会增加器件的尺寸。

发明内容

本发明提出的是一种三阶滤波响应的滤波功率分配器，其目的在于针对现有技术中存在的缺陷，采用了多个阻抗元件来设计隔离网络制备三阶滤波响应的滤波功率分配器，从而提高滤波功率分配器的频率选择性和隔离度。

本发明的技术解决方案：一种三阶滤波响应的滤波功率分配器，其结构包括上下两条滤波通路，每条通路上包括两个串联LC谐振电路和三个接地并联LC谐振电路，同时两条通路间并联两条隔离电路，作为滤波功率分配器的隔离。

滤波功率分配器的具体结构为：电路输入端分别连接L1、C1构成的并联LC谐振电路和L1’ 、C1’ 构成的并联LC谐振电路的一端，并联LC谐振电路另一端分别接地；L1、C1构成的并联LC谐振电路和L1’ 、C1’ 构成的并联LC谐振电路一端分别连接L2、C2构成的串联LC谐振电路和L2’、C2’构成的串联LC谐振电路的一端，L2、C2构成的串联LC谐振电路和L2’、C2’构成的串联LC谐振电路的另一端分别连接L3、C3构成的并联LC谐振电路、L4、C4构成的串联LC谐振电路以及L3’、C3’构成的并联LC谐振电路、L4’、C4’构成的串联LC谐振电路的一端，L3、C3构成的并联LC谐振电路和L3’、C3’构成的并联LC谐振电路的另一端分别接地，L4、C4构成的串联LC谐振电路、L4’、C4’构成的串联LC谐振电路的另一端分别连接L5、C5构成的并联LC谐振电路、L5’、C5’构成的并联LC谐振电路的一端及两个输出端，L5、C5构成的并联LC谐振电路、L5’、C5’ 构成的并联LC谐振电路的另一端接地；所述L2、C2构成的串联LC谐振电路和L2’、C2’构成的串联LC谐振电路的另一端间串联有一电容C6和电阻R1构成的隔离电路，所述L4、C4构成的串联LC谐振电路、L4’、C4’构成的串联LC谐振电路的另一端间串联有一隔离电阻R2。

所述LC谐振电路中，电感由螺旋形绕线电感构成，电容由MIM电容构成。

所述滤波功率分配器尺寸为2.76mm×1.55mm。

本发明的有益效果：

（1）采用全集总参数设计的滤波功分器，可实现器件的小型化；

（2）采用MIM电容，可实现大电容密度的元件，从而器件可进一步小型化；

（3）采用了准椭圆函数的综合方法，从而可实现高选择性的滤波响应；

（4）采用了多个复阻抗的隔离网络，从而轻易地实现了高隔离的滤波功分器。

附图说明

附图1是三阶滤波响应的滤波功率分配器的电路图。

附图2是三阶滤波响应的滤波功率分配器的结构示意图。

附图3为本发明结构的实测性能结果图。

其中，L为电感，C是电容，R是电阻。

具体实施方式

下面结合附图对本发明技术方案进一步说明

如附图1-2所示，一种滤波功率分配器，基于IPD工艺而设计的集总参数射频器件，其滤波响应为三阶响应。具体地，此滤波功率分配器含有上下两条滤波通路，并且每一通路由三个接地并联LC谐振器和两个串联LC谐振器构成。特别地，电感由螺旋形绕线电感构成，电容由MIM电容构成。并且，两个电阻和一个电容用于设计功率分配器的隔离。

所述滤波功率分配器的具体结构为：电路输入端分别连接平板电容C2和平板电容C2’下层金属板，平板电容C2的上层金属板与螺旋形绕线电感L2的一端连接，螺旋形绕线电感L2另一端通过架桥方式连接平板电容C2下层金属板，平板电容C2下层金属板与平板电容C1的下层金属板连接，C1电感上下层金属板分别与接地螺旋形绕线电感L1两端连接，平板电容C2上层金属板通过架桥方式与接地平板电容C3的上层金属板连接，接地平板电容C3上层金属板与接地螺旋形绕线电感L3连接，接地平板电容C3下层金属板与地孔连接，接地平板电容C3上层金属板通过架桥连接平板电容C4上层金属板，平板电容C4电容的上、下层金属板分别与螺旋形绕线电感L4的两端连接，平板电容C4下层金属板与平板电容C5下层金属板连接，平板电容C5电容的上、下层金属板分别与接地螺旋形绕线电感L5的两端连接，平板电容C5的下层金属板连接电路输出端1；

平板电容C2’的上层金属板与螺旋形绕线电感L2’的一端连接，螺旋形绕线电感L2’另一端通过架桥方式连接平板电容C2’下层金属板，平板电容C2’下层金属板与平板电容C1’的下层金属板连接，平板电容C1’上下层金属板分别与接地螺旋形绕线电感L1’两端连接，平板电容C2’上层金属板通过架桥方式与接地平板电容C3’的上层金属板连接，接地平板电容C3’上层金属板与接地螺旋形绕线电感L3’连接，接地平板电容C3’下层金属板与地孔连接，接地平板电容C3’上层金属板通过架桥连接平板电容C4’上层金属板，平板电容C4’电容的上、下层金属板分别与螺旋形绕线电感L4’的两端连接，平板电容C4’下层金属板与平板电容C5’下层金属板连接，平板电容C5’电容的上、下层金属板分别与接地螺旋形绕线电感L5’的两端连接，平板电容C5’的下层金属板连接电路输出端2；其中，平板电容C2电容与平板电容C3电容的公共端与平板电容C2’电容与平板电容C3’电容的公共端间连接有平板电容C6电容和第一隔离电阻R1，平板电容C4另一端与平板电容C4’另一端间连接有第二隔离电阻R2。

本滤波功率分配器含有两个串联LC结构，因此，此结构的滤波响应具有两个传输零点，从而提高了频率选择性；采用了多个阻抗元件来设计隔离网络，从而，提高了整个器件的隔离度

图3为实际测试性能，可以看出滤波功率分配器的中心频率位于2GHz，两个零点分别位于1.5GHz和2.6GHz，零频到1.5GHz带外抑制均优于28dB，2.7GHz到6GHz带外抑制均优于30dB，带内净插损优于3.5dB（扣除功率分配的3dB损耗后）。

Claims

1.一种三阶滤波响应的滤波功率分配器，其特征是其结构包括上下两条滤波通路，每条通路上包括两个串联LC谐振电路和三个接地并联LC谐振电路，同时两条通路间有两个电阻和一个电容构成的隔离网络，用于滤波功率分配器的隔离。

2.根据权利要求1所述的一种三阶滤波响应的滤波功率分配器，其特征是所述滤波功率分配器的电路结构为：电路输入端分别连接L1接地螺旋形绕线电感、C1平板电容构成的并联LC谐振电路和L1’接地螺旋形绕线电感、C1’平板电容构成的并联LC谐振电路的一端，并联LC谐振电路另一端分别接地；L1接地螺旋形绕线电感、C1平板电容构成的并联LC谐振电路和L1’接地螺旋形绕线电感、C1’平板电容构成的并联LC谐振电路一端分别连接L2螺旋形绕线电感、C2平板电容构成的串联LC谐振电路和L2’ 螺旋形绕线电感、C2’ 平板电容构成的串联LC谐振电路的一端，L2螺旋形绕线电感、C2平板电容构成的串联LC谐振电路和L2’螺旋形绕线电感、C2’ 平板电容构成的串联LC谐振电路的另一端分别连接L3接地螺旋形绕线电感、C3接地平板电容构成的并联LC谐振电路、L4螺旋形绕线电感、C4平板电容构成的串联LC谐振电路以及L3’接地螺旋形绕线电感、C3’接地平板电容构成的并联LC谐振电路、L4’螺旋形绕线电感、C4’平板电容构成的串联LC谐振电路的一端，L3螺旋形绕线电感、C3接地平板电容构成的并联LC谐振电路和L3’接地螺旋形绕线电感、C3’接地平板电容构成的并联LC谐振电路的另一端分别接地，L4螺旋形绕线电感、C4平板电容构成的串联LC谐振电路、L4’ 螺旋形绕线电感、C4’平板电容构成的串联LC谐振电路的另一端分别连接L5接地螺旋形绕线电感、C5平板电容构成的并联LC谐振电路、L5’接地螺旋形绕线电感、C5’平板电容构成的并联LC谐振电路的一端及两个输出端，L5接地螺旋形绕线电感、C5平板电容构成的并联LC谐振电路、L5’接地螺旋形绕线电感、C5’平板电容构成的并联LC谐振电路的另一端接地；所述L2螺旋形绕线电感、C2平板电容构成的串联LC谐振电路和L2’ 螺旋形绕线电感、C2’平板电容构成的串联LC谐振电路的另一端间串联有一C6电容和R1电阻构成的隔离电路，所述L4螺旋形绕线电感、C4平板电容构成的串联LC谐振电路、L4’ 螺旋形绕线电感、C4’平板电容平板电容构成的串联LC谐振电路的另一端间串联有一R2隔离电阻。

3.根据权利要求1所述的一种三阶滤波响应的滤波功率分配器，其特征是所述滤波功率分配器的具体结构为：电路输入端分别连接C2平板电容和C2’平板电容的下层金属板，C2平板电容的上层金属板与L2螺旋形绕线电感的一端连接，L2螺旋形绕线电感另一端通过架桥方式连接C2平板电容下层金属板，C2平板电容下层金属板与C1平板电容的下层金属板连接，C1平板电容的上下层金属板分别与L1接地螺旋形绕线电感两端连接，C2平板电容上层金属板通过架桥方式与C3接地平板电容的上层金属板连接，C3接地平板电容的上层金属板与L3接地螺旋形绕线电感连接，C3接地平板电容的下层金属板与地孔连接，C3接地平板电容的上层金属板通过架桥连接C4平板电容的上层金属板，C4平板电容的上、下层金属板分别与L4螺旋形绕线电感的两端连接，C4平板电容的下层金属板与C5平板电容的下层金属板连接，C5平板电容的上、下层金属板分别与L5接地螺旋形绕线电感的两端连接，C5平板电容的下层金属板连接电路输出端；

C2’平板电容的上层金属板与L2’螺旋形绕线电感的一端连接，L2’螺旋形绕线电感另一端通过架桥方式连接C2’平板电容的下层金属板，C2’平板电容的下层金属板与C1’平板电容的下层金属板连接，C1’平板电容的上、下层金属板分别与L1’接地螺旋形绕线电感两端连接，C2’平板电容的上层金属板通过架桥方式与C3’接地平板电容的上层金属板连接，C3’接地平板电容的上层金属板与L3’接地螺旋形绕线电感连接，C3’接地平板电容的下层金属板与地孔连接，C3’接地平板电容的上层金属板通过架桥连接C4’平板电容的上层金属板，C4’平板电容的上、下层金属板分别与L4’螺旋形绕线电感的两端连接，平C4’板电容下层金属板与C5’平板电容的下层金属板连接，C5’平板电容的上、下层金属板分别与L5’接地螺旋形绕线电感的两端连接，C5’平板电容的下层金属板连接电路输出端；其中，C2平板电容与C3平板电容的公共端与C2’平板电容与C3’平板电容的公共端间连接有C6平板电容和R1第一隔离电阻，C4平板电容另一端与C4’平板电容另一端间连接有R2第二隔离电阻。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种三阶滤波响应的滤波功率分配器，其特征是所述LC谐振电路中，电感由螺旋形绕线电感构成，电容由MIM电容构成。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的一种三阶滤波响应的滤波功率分配器，其特征是所述滤波功率分配器为基于IPD工艺设计的集总参数器件。