改进型片上二阶带通滤波器及射频无线通信设备制造技术

本实用新型专利技术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。本实用新型专利技术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。

Modified on-chip second-order bandpass filter and radio frequency wireless communication equipment

【技术实现步骤摘要】
改进型片上二阶带通滤波器及射频无线通信设备
本技术涉及一种滤波器，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。
技术介绍
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(BerkeleyPacketFilter，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(Breakdownvoltage)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。SiGeBiCMOS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。
技术实现思路
本技术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。本技术的另一目的在于提供一种射频无线通信设备。本技术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。本技术的另一目的可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
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。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。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。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。5.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。6.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...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗聪，王世伟，涂治红，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：广东,44