CN212648439U - 一种ipd宽通带高通滤波器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种ipd宽通带高通滤波器，包括有保护层、砷化镓基板、接地底板和接地铜柱，所述砷化镓基板的上表面设有电路主体，所述电路主体叠层在所述保护层与砷化镓基板之间，所述接地铜柱贯穿所述砷化镓基板，将所述电路主体与所述接地底板相连接，所述输入端口和输出端口的顶部裸露于所述保护层上。该滤波器利用薄膜IPD工艺在砷化镓材料的基板上实现，具有集成度高、带内插损小、小型化、宽通带的特点，满足特定的无线通信系统的应用。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子技术领域，具体为一种基于ipd工艺的宽通带高通滤波器。
背景技术
滤波器几乎是所有电子系统中普遍存在的器件，尤其在无线通信系统中发挥着重要作用，也正因如此，高性能，小尺寸的滤波器设计一直是电子行业研究的热点，但基于传统工艺设计的无源滤波器往往体积偏大，可集成度较低。采用理想电容和电感设计出的高通滤波器的通带范围是从截止频率处到一直到无穷大，但在实际高通滤波器的设计中，随着频率增大，寄生效应也随之产生，通带中将出现谐波，这使滤波器的通带性能受到了影响。因此研制一种具有高集成度、宽通带、小型化的高通滤波器意义重大。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术提及的问题，本实用新型提供一种基于ipd工艺的高集成度、宽通带、小型化的高通滤波器。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种ipd 宽通带高通滤波器,包括有保护层、砷化镓基板、接地底板和接地铜柱，所述保护层和接地底板分别设置于所述砷化镓基板的上侧和下侧；所述砷化镓基板的上表面设有电路主体，所述电路主体由电感、电容、输入端口、输出端口以及金属连接线组成，所述电路主体叠层在所述保护层与砷化镓基板之间，所述接地铜柱贯穿所述砷化镓基板，将所述电路主体与所述接地底板相连接，所述输入端口和输出端口的顶部裸露于所述保护层上。
进一步的，所述电感包括有第一电感和第二电感，所述电容包括有第一电容、第二电容、第三电容、第四电容和第五电容，所述接地铜柱包括有第一接地铜柱和第二接地铜柱，所述输入端口、第一电容、第三电容、第五电容和输出端口依次通过所述金属连接线串联，所述第一电感、第二电感分别通过所述金属连接线和所述第二电容与第四电容构成两个串联谐振电路，两个串联谐振电路分别在第一电容和第三电容之间以及第三电容和第五电容之间并联接地。其中，输入端口与第一电容的下极板相连，第一电容的上极板与第三电容上极板的相连，第三电容的下极板与第五电容的下极板相连，第五电容的上极板与输出端口相连，第二电容的下极板与第一接地铜柱相连，第四电容的下极板与第二接地铜柱相连，第一电感的两端分别与第一电容的上极板和第二电容的上极板相连，第二电感的两端分别与第四电容的上极板和第五电容的上极板相连。
进一步的，为方便测试，在所述输入端口和输出端口的两端分别设有与所述接地铜柱相连的测试端口，所述测试端口的顶部裸露于所述保护层上。
进一步的，所述电感采用八边形的螺旋电感结构，所述电容采用MIM电容结构。
进一步的，所述接地底板采用金属板，如铜板、铝板等等。所述保护层采用氮化硅材料。
进一步的，所述保护层、砷化镓基板和接地底板的整体尺寸为：420um*620um*90um。
进一步的，所述电路主体的S参数仿真结果为-3dB截止频率约为9.32GHz，在通带10-17GHz，回波均大于20dB，在阻带频率范围0-7.78GHz，衰减均大于20dB，谐波在50GHz后出现。
本实用新型的有益效果是：该滤波器利用薄膜IPD工艺在砷化镓材料的基板上实现，具有集成度高、带内插损小、小型化、宽通带的特点，满足特定的无线通信系统的应用。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的电路主体的等效电路图；
图3为本实用新型的封装结构示意图；
图4为本实用新型的S参数仿真结果图示。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行进一步的说明。
如图1-3所示，一种ipd宽通带高通滤波器,包括有保护层4、砷化镓基板1、接地底板3和两个接地铜柱(第一接地铜柱 V1、第二接地铜柱V2)，所述砷化镓基板1的上表面设有电路主体2，所述电路主体2采用由两个电感(第一电感L1、第二电感L2)、五个电容(第一电容C1、第二电容C2、第三电容 C3、第四电容C4、第五电容C5)、输入端口S1、输出端口S2 以及金属连接线组成的滤波电路，所述电感和电容分别采用八边形螺旋电感结构和MIM电容结构，输入端口S1、第一电容C1、第三电容C3、第五电容C5、输出端口S2依次串联，第一电感L1、第二电感L2分别和第二电容C2、第四电容C4构成两个串联谐振电路，上述两串联谐振电路分别在第一电容C1、第三电容C3和第三电容C3、第五电容C5之间并联到地，为方便测试，在输入端口S1、输出端口S2两端有4个与接地铜柱相连的测试端口(G1、G2、G3、G4)。其中，输入端口S1与第一电容C1 的下极板相连，第一电容C1的上极板与第三电容C3上极板的相连，第三电容C3的下极板与第五电容C5的下极板相连，第五电容C5的上极板与输出端口S2相连，第二电容C2下极板与第一接地铜柱V1相连，第四电容C4下极板与第二接地铜柱V2 相连，第一电感L1的两端分别与第一电容C1的上极板和第二电容C2上极板相连，第二电感L2的两端分别与第四电容C4的上极板和第五电容C5上极板相连。所述电路主体叠层在所述保护层与砷化镓基板之间，所述接地铜柱(V1、V2)贯穿整个砷化镓基板1，将所述电路主体2与所述接地底板3相连接，所述接地底板3采用金属板(如铜板、铝板等等)，所述保护层4 材料采用氮化硅。除电路主体2中的输入端口、输出端口、测试端口(接地)裸露在电路主体保护层的顶部，其余部分均埋在砷化镓基板1与电保护层4之间。所述保护层、砷化镓基板和接地底板的(滤波器)整体尺寸为：420um*620um*90um。
如图4所示，本实用新型高通滤波器的S参数仿真结果为-3dB 截止频率约为9.32GHz，在通带10-17GHz，回波均大于20dB，在阻带频率范围0-7.78GHz，衰减均大于20dB，谐波在50GHz 后出现，具有结构简单、集成度高、通带宽、小型化的特点。
以上所述者，仅为本实用新型的较佳实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施的范围，即大凡依本实用新型申请专利范围及实用新型说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本实用新型专利涵盖的范围内。
Claims (9)
1.一种ipd宽通带高通滤波器,其特征在于，包括有保护层、砷化镓基板、接地底板和接地铜柱，所述保护层和接地底板分别设置于所述砷化镓基板的上侧和下侧；所述砷化镓基板的上表面设有电路主体，所述电路主体由电感、电容、输入端口、输出端口以及金属连接线组成，所述电路主体叠层在所述保护层与砷化镓基板之间，所述接地铜柱贯穿所述砷化镓基板，将所述电路主体与所述接地底板相连接，所述输入端口和输出端口的顶部裸露于所述保护层上。
2.根据权利要求1所述的一种ipd宽通带高通滤波器，其特征在于，所述电感包括有第一电感和第二电感，所述电容包括有第一电容、第二电容、第三电容、第四电容和第五电容，所述接地铜柱包括有第一接地铜柱和第二接地铜柱，所述输入端口、第一电容、第三电容、第五电容和输出端口依次通过所述金属连接线串联，所述第一电感、第二电感分别通过所述金属连接线和所述第二电容与第四电容构成两个串联谐振电路，两个串联谐振电路分别在第一电容和第三电容之间以及第三电容和第五电容之间并联接地。
3.根据权利要求2所述的一种ipd宽通带高通滤波器，其特征在于，输入端口与第一电容的下极板相连，第一电容的上极板与第三电容上极板的相连，第三电容的下极板与第五电容的下极板相连，第五电容的上极板与输出端口相连，第二电容的下极板与第一接地铜柱相连，第四电容的下极板与第二接地铜柱相连，第一电感的两端分别与第一电容的上极板和第二电容的上极板相连，第二电感的两端分别与第四电容的上极板和第五电容的上极板相连。
4.根据权利要求2或3所述的一种ipd宽通带高通滤波器，其特征在于，在所述输入端口和输出端口的两端分别设有与所述接地铜柱相连的测试端口，所述测试端口的顶部裸露于所述保护层上。
5.根据权利要求1或2所述的一种ipd宽通带高通滤波器，其特征在于，所述电感采用八边形的螺旋电感结构。
6.根据权利要求1或2所述的一种ipd宽通带高通滤波器，其特征在于，所述电容采用MIM电容结构。
7.根据权利要求1所述的一种ipd宽通带高通滤波器，其特征在于，所述接地底板采用金属板，所述保护层采用氮化硅材料。
8.根据权利要求1所述的一种ipd宽通带高通滤波器，其特征在于，所述保护层、砷化镓基板和接地底板的整体尺寸为420um*620um*90um。
9.根据权利要求3所述的一种ipd宽通带高通滤波器，其特征在于，所述电路主体的S参数仿真结果为：-3dB截止频率为9.32GHz，在通带10-17GHz，回波均大于20dB，在阻带频率范围0-7.78GHz，衰减均大于20dB，谐波在50GHz后出现。
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Cited By (1)
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| CN114122652A (zh) * | 2021-11-18 | 2022-03-01 | 杭州泛利科技有限公司 | 一种基于ipd技术的小型化高性能零点可控带通滤波器 |
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| CN114122652B (zh) * | 2021-11-18 | 2022-06-07 | 杭州泛利科技有限公司 | 一种基于ipd技术的零点可控带通滤波器 |
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