基于IPD技术的超宽带及宽阻带带通滤波器制造技术

本发明专利技术涉及一种基于IPD技术的超宽带及宽阻带带通滤波器，其总共包括六个螺旋电感和九个电容元件，其中螺旋电感两端均被绕成半圆形，集总电容元件采用MIM平板电容的形式；螺旋电感的一端与馈电端口连接，电感的另一端与平板电容的下层金属板连接电容的下层金属板与接地电容连接，电容上层金属板与接地电容连接，滤波器的另一半和前述结构则关于整个滤波器的中心对称；两个螺旋电感连接处与螺旋电感一端连接，另一端连接平板电容上平板，电容的上平板与接地电容连接，电容的下平板与接地螺旋电感和接地平板电容连接，并且电感与电容最终通过金属过孔接地。本发明专利技术具有易实现、超宽通带和良好的阻带抑制等特点，在射频与微波电路中有广泛的应用前景。路中有广泛的应用前景。路中有广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
基于IPD技术的超宽带及宽阻带带通滤波器


[0001]本专利技术是一种基于IPD技术的超宽带及宽阻带带通滤波器，属于微波与射频


技术介绍

[0002]无线通信技术的飞速发展，进一步促进了超宽带（Ultra-wideband, UWB）无线通信技术的诞生。由于 UWB 技术的出现，无线通信频谱拥挤的问题得到很好的解决。UWB技术因为具有系统结构简单、功率损耗小、成本低、数据传输速度快等众多优势，在 20世纪 90 年代开始走向民用领域。1989 年，美国联邦通信委员会（Federal Communications Committee,FCC）针对 UWB 系统与已经存在的窄带无线通信系统之间互相干扰的问题进行了深入研究。在 2002 年，FCC 允许将 3.1~10.6GHz 这一频段作为 UWB 通信系统的工作频段，这一举措使得 UWB 技术被广为人知，并在学术界和工业领域发挥了不可替代的作用，UWB 技术也因此得到了广泛研究。UWB 滤波器在射频通信系统中一般用来抑制谐波，保证信号有效传输到天线，因此，UWB 滤波器作为射频收发系统中的一个重要器件，其性能好坏对整个无线通信系统有很大的影响，需要满足带内插损低、带外抑制高和群时延响应平坦的条件，同时，为了解决 UWB 系统与其他窄带通信系统之间产生干扰的问题，设计小型化、高选择性的UWB 滤波器也是非常必要的。
[0003]目前UWB滤波器的设计方法主要有高低通滤波器级联设计方法、多模谐振器技术、混合微带线/共面波导技术、加载短路枝节线技术等等，其中主流的设计方法是多模谐振器设计技术，目前鲜有采用集总元件进行超宽带滤波器设计的，基于集总元件进行设计，在较低频段可以有效减少滤波器体积的同时，还能够减少微带设计中固有带外谐波的影响，为超宽带滤波器设计的小型化、高性能设计提供了可能。

技术实现思路

[0004]本专利技术提出的是一种基于IPD技术的超宽带及宽阻带带通滤波器，其目的在于解决现有技术中存在的不足，提供一种设计简单，具有超宽通带特性和良好阻带抑制性能的集总带通滤波器。
[0005]本专利技术的技术解决方案：基于IPD技术的超宽带及宽阻带带通滤波器，其结构包括六个集总电感和九个集总电容；所述滤波器左端设有左馈电端口11，馈电端口11与螺旋电感1的一端连接，螺旋电感1另一端通过架桥的方式与平板电容2的下层金属板连接，同时平板电容2的下层金属板与接地电容3连接，平板电容2的上层金属板与接地电容4连接，同时平板电容2的上层金属板还与螺旋电感5连接；所述滤波器右端设有右馈电端口11
’
，馈电端口11
’
与螺旋电感1
’
的一端连接，螺旋电感1
’
另一端通过架桥的方式与平板电容2
’
的下层金属板连接，同时平板电容2
’
的下层金属板与接地电容3
’
连接，平板电容2
’
的上层金属板与接地电容4
’
连接，同时平板电容2
’
的上
层金属板还与螺旋电感5
’
连接；所述螺旋电感5与螺旋电感5
’
的连接处、即对称线处与螺旋电感6的一端连接，螺旋电感6的另一端连接着平板电容7的上平板，同时平板电容7的上平板与接地电容10连接，平板电容7的下平板分别与螺旋电感9和平板电容8连接，螺旋电感9与平板电容8通过金属过孔接地。
[0006]所述集总电感均采用平面螺旋电感形式，且两端均被绕成半圆形，一端引线通过架桥的方式引出。
[0007]所述集总电容均采用MIM金属平板实现。
[0008]所述平板电容2的下平板同时与螺旋电感1和接地电容3相连，平板电容2
’
的下平板同时与螺旋电感1
’
和接地电容3
’
相连。
[0009]所述平板电容2的上平板同时与螺旋电感5和接地电容4相连，平板电容2
’
的上平板同时与螺旋电感5
’
和接地电容4
’
相连。
[0010]所述左馈电端口11或右馈电端口11
’
由信号线和两个接地平板组成。
[0011]所述滤波器右半部分与左半部分的集总电感、集总电容以及馈电端口的结构与尺寸完全相同，且两者关于滤波器中心对称。
[0012]所述平板电容7的上平板与螺旋电感6和接地电容10相连。
[0013]所述螺旋电感9与平板电容8通过同一个金属过孔接地。
[0014]本专利技术的有益效果：本专利技术采用集总参数元件进行了带通滤波器设计，不仅具有超宽带特性，同时带外抑制性能良好，并且由于基于集总参数元件，滤波器的体积在低频段具有较大优势，结构简单、易于实现，在超宽带无线通信技术中有广泛的应用前景。
附图说明
[0015]附图1是超宽带集总带通滤波器三维结构示意图。
[0016]附图2是超宽带及宽阻带带通滤波器的实物结构图。
[0017]附图3是本专利技术结构的仿真及实测加工结果图。
[0018]图中1是螺旋电感、2是平板电容、3是接地电容、4是接地电容、5是螺旋电感、6是螺旋电感、7是平板电容、8是平板电容、9是螺旋电感、10是接地电容、11是馈电端口、1
’
是螺旋电感、2
’
是平板电容、3
’
是接地电容、4
’
是接地电容、5
’
是螺旋电感、11
’
是馈电端口。
具体实施方式
[0019]本专利技术基于IPD技术的超宽带及宽阻带带通滤波器，共包括六个集总电感和九个电容元件，其中平面螺旋电感的两端均被绕成半圆形，而集总电容元件均采用MIM平板电容的形式，其技术实现方案可分为以下几个步骤：步骤1：元件值的提取根据目标电路理论元件值，在HFSS软件中搭建电感和电容模型，使用HFSS自带的Q3D提取工具或者根据二端口理论公式对元件的有效电感或者有效电容进行提取，初步确定各个集总元件物理模型尺寸。
[0020]步骤2：超宽带集总带通滤波器物理模型的搭建由于寄生效应的影响，步骤1提取的各个集总元件值并不准确，需要在元件进行整体拼
接之后进行进一步的调整和优化；滤波器物理模型整体布局如下：电感1的一端与馈电端口11连接，馈电端口11由信号线和两端的接地平板组成，电感另一端通过架桥的方式与平板电容2的下层金属板连接，同时下层金属板还与接地电容3连接，而电容2的上层金属板与接地电容4连接，同时还与螺旋电感5连接，滤波器右半部分与左半部分的电感1和5、电容2、3、4以及馈电端口11结构与尺寸相同，且两者关于滤波器中心对称；另外，两个螺旋电感5的连接处，即对称线处与螺旋电感6的一端连接，电感6的另一端连接着平板电容7的上平板，同时电容7的上平板与接地电容10连接，电容7的下平板分别与螺旋电感9和平板电容8连接，并且电感9与电容8最终通过同一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于IPD技术的超宽带及宽阻带带通滤波器，其特征是其结构包括六个集总电感和九个集总电容；所述滤波器左端设有左馈电端口（11），馈电端口（11）与第一螺旋电感（1）的一端连接，第一螺旋电感（1）另一端通过架桥的方式与第一平板电容（2）的下层金属板连接，同时第一平板电容（2）的下层金属板与第一接地电容（3）连接，第一平板电容（2）的上层金属板与第二接地电容（4）连接，同时第一平板电容（2）的上层金属板还与第二螺旋电感（5）连接；所述滤波器右端设有右馈电端口（11
’
），馈电端口（11
’
）与第五螺旋电感（1
’
）的一端连接，第五螺旋电感（1
’
）另一端通过架桥的方式与第四平板电容（2
’
）的下层金属板连接，同时第四平板电容（2
’
）的下层金属板与第五接地电容（3
’
）连接，第四平板电容（2
’
）的上层金属板与第六接地电容（4
’
）连接，同时第四平板电容（2
’
）的上层金属板还与第六螺旋电感（5
’
）连接；所述第二螺旋电感（5）与第六螺旋电感（5
’
）的连接处、即中心线处与第三螺旋电感（6）的一端连接，第三螺旋电感（6）的另一端连接着第二平板电容（7）的上平板，同时第二平板电容（7）的上平板与第三接地电容（10）连接，第二平板电容（7）的下平板分别与第四螺旋电感（9）和第三平板电容（8）连接，第四螺旋电感（9）与第三平板电容（8）通过金属过孔接地。2.根据权利要求1所述的基于IPD技术的超宽...

【专利技术属性】
技术研发人员：周雨进，韦皓宇，周骏，沈亚，
申请(专利权)人：南京国博电子有限公司，
类型：发明
国别省市：