一种多零点高选择性LTCC带通滤波器芯片制造技术

本发明专利技术公开了一种多零点高选择性LTCC带通滤波器芯片，基于LTCC技术所实现的带通滤波器芯片具有体积小，集成度高的优点；并且通过第一类谐振器、第二类谐振器、第三类谐振器及第四类谐振器独立控制带通滤波器芯片的传输零点，通过阻抗匹配结构调整通带内的阻抗匹配及通带外的阻带抑制，由此实现带通滤波的性能，可以达到的带通滤波频率范围为3.3GHz到3.8GHz，因此该带通滤波器芯片能够覆盖5G应用系统中的N78频段。并通过仿真结果可见，该LTCC带通滤波器芯片具有高选择性、多传输零点、阻抗匹配功能良好及插入损耗低等优异性能。抗匹配功能良好及插入损耗低等优异性能。抗匹配功能良好及插入损耗低等优异性能。

【技术实现步骤摘要】
一种多零点高选择性LTCC带通滤波器芯片


[0001]本专利技术涉及滤波器
，尤其涉及一种多零点高选择性LTCC带通滤波器芯片。

技术介绍

[0002]近年来，第五代通信系统(5G)快速发展，创造了全新的数字环境。5G采用无线电频谱，达到超出以往技术的传输速度以及更高程度的可靠性。依靠特有的优势，5G允许以高速且安全的方式连接更多的设备，引导了互联网的发展方向，同时也正在改变全球射频前端技术的发展情况。
[0003]滤波器作为射频前端模组中的重要组成部分，在技术更新和市场布局上都面向着更高的要求标准。首先，滤波器的体积小型化，是移动通信终端及其他便携式产品所需的基本要求。其次，滤波器的主要作用是在信号频带上保留特定的频率成分，滤除无用的频率成分，从而实现高选择性，有效提高信噪比和抗干扰性。最后，移动终端为确保在不增大体积的前提下实现众多功能模块，需要将多芯片模组封装在同一射频前端模块下，将大大提高器件的集成度。
[0004]然而，目前对于市场上普遍存在的PCB封装技术等，无法满足新型滤波器的技术要求。因此，为了达到高选择性、多传输零点及小型化、高集成度等性能，本专利技术开发特殊谐振结构的带通滤波器芯片，并且选取新型集成技术低温共烧陶瓷(LTCC)技术以实现。
[0005]低温共烧陶瓷(Low temperature cofired ceramic,简称LTCC)技术是将低温烧结陶瓷粉制成厚度精确且致密的生瓷带，在生瓷带上进行激光打孔及微孔注浆，利用精密导体浆料印刷所需的电路图形。最终将多个元件埋置在多层陶瓷基板中，且叠压在一起，在900℃下烧结，制成三维空间中互不干扰的电路基板。LTCC技术可实现内埋置元件与多层布线，提高组装密度，进一步减小体积。

技术实现思路

[0006]本专利技术基于低温共烧陶瓷(LTCC)技术，提供一种多零点高选择性LTCC带通滤波器芯片，将电容、电感等无源元件埋置在基板内部，减小了滤波器的体积。同时本专利技术提出特殊的电路结构，实现多传输零点及通带高选择性。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]本专利技术提供的一种多零点高选择性LTCC带通滤波器芯片，包括带通滤波电路及用于埋置所述的带通滤波电路的陶瓷介质；所述的带通滤波器电路由50欧姆阻抗的输入端口、50欧姆阻抗的输出端口及连接于所述的输入端口与所述的输出端口之间的谐振网络及阻抗匹配结构组成；所述的输入端口，用于接收输入信号的端口；所述的输出端口，用于输出网络处理后在特定带通频率范围内信号的端口；所述的连接于所述的输入端口与所述的输出端口间的谐振网络及阻抗匹配结构，用于对所述的特定带通频率范围以外的信号进行滤除，对所述的特定带通频率范围以内的信号进行保留，其中，所述的特定带通频率范围为
N78频段，即3.3GHz到3.8GHz。
[0009]进一步地，所述的谐振网络由位于中间的第一类谐振器、第二类谐振器、第三类谐振器及位于两侧的两个第四类谐振器构成，第一类谐振器用于控制通带低频处传输零点A0，第二类谐振器用于控制通带右侧第一个传输零点A1，第三类谐振器用于控制通带右侧第二个传输零点A2，第四类谐振器用于控制通带右侧第三个传输零点A3。
[0010]进一步地，所述的第一类谐振器位于带通滤波电路的中部，包括第一螺旋电感L1与第一VIC电容C1；所述的第二类谐振器位于第一类谐振器的一侧，包括第二螺旋电感L2与第二VIC电容C2；所述的第三类谐振器位于第一类谐振器的另一侧，包括第三螺旋电感L3与第三VIC电容C3；所述的第四类谐振器位于带通滤波电路的两端，包括第四螺旋电感L4与第四VIC电容C4。
[0011]进一步地，所述的阻抗匹配结构由用于控制通带内匹配与通带外阻带抑制的集总元件构成。
[0012]进一步地，所述的集总元件包括两个第五螺旋电感L5与两个第五VIC电容C5；
[0013]其中一个第五VIC电容C5的一端连接于所述的50欧姆阻抗的输入端口，该第五VIC电容C5的另一端连接于一个第四类谐振器的第一节点，该第四类谐振器的另一端连接于与第三类谐振器连结的第二节点，所述的第三类谐振器的另一端通过金属通孔接地；
[0014]其中一个第五螺旋电感L5的一端连接于所述的第三类谐振器的第二节点，该第五螺旋电感L5的另一端连接于与所述的第一类谐振器连结的第三节点；所述的第一类谐振器的另一端通过金属通孔接地；
[0015]另一个第五螺旋电感L5的一端连接于所述的第一类谐振器的第三节点，该第五螺旋电感L5的另一端连接于与所述的第二类谐振器连结的第四节点，所述的第二类谐振器的另一端通过金属通孔接地；
[0016]另一个第四类谐振器的一端连接于第二类谐振器的第四节点，该第四类谐振器的另一端连接于所述的另一个第五VIC电容C5的一端，该第五VIC电容C5的另一端连接于所述的50欧姆阻抗的输出端口。
[0017]进一步地，所述的第一类谐振器为串联谐振器，通过调整电感L1与电容C1的值，能够调整通带一端低频处传输零点A0的频率；所述的第二类谐振器为串联谐振器，通过调整电感L2与电容C2的值，能够调整通带另一端第一个传输零点A1的频率；所述的第三类谐振器为串联谐振器，通过调整电感L3与电容C3的值，能够调整通带另一端第二个传输零点A2的频率；所述的两个第四类谐振器为并联谐振器，通过调整电感L4与电容C4的值，能够调整通带另一端第三个传输零点A3的频率。
[0018]进一步地，当散射参数S
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＝0即转移矩阵中AD＝BC时，产生传输零点，所得计算公式如下：
[0019][0020]其中i＝1,2,3,4；
[0021]散射参数与转移矩阵间存在关系如下：
[0022][0023]其中Z0为端口处的电阻。
[0024]进一步地，通过调整阻抗匹配结构中的第五VIC电容C5与第五螺旋电感L5的值，能够调整带宽范围内的回波损耗优于20dB。
[0025]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0026]1、本专利技术的多零点高选择性LTCC带通滤波器芯片，通过引入多个传输零点，提高滤波器的带外抑制；并且所述的四个传输零点均可通过调节所述的四类谐振器的谐振频率来独立调节其位置。
[0027]2、本专利技术的多零点高选择性LTCC带通滤波器芯片，采用LTCC低温共烧陶瓷技术，利用其高密度布线及多层埋置元件等优势，大大减小了滤波器芯片的尺寸。
[0028]3、本专利技术的多零点高选择性LTCC带通滤波器芯片，可以达到的带通频率范围为3.3GHz到3.8GHz，且通带选择性较高，因此适用于工作在5G商用的N78频段的应用系统中。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多零点高选择性LTCC带通滤波器芯片，其特征在于，包括带通滤波电路及用于埋置所述的带通滤波电路的陶瓷介质；所述的带通滤波器电路由50欧姆阻抗的输入端口、50欧姆阻抗的输出端口及连接于所述的输入端口与所述的输出端口之间的谐振网络及阻抗匹配结构组成；所述的输入端口，用于接收输入信号的端口；所述的输出端口，用于输出网络处理后在特定带通频率范围内信号的端口；所述的连接于所述的输入端口与所述的输出端口间的谐振网络及阻抗匹配结构，用于对所述的特定带通频率范围以外的信号进行滤除，对所述的特定带通频率范围以内的信号进行保留，其中，所述的特定带通频率范围为N78频段，即3.3GHz到3.8GHz。2.根据权利要求1所述的多零点高选择性LTCC带通滤波器芯片，其特征在于，所述的谐振网络由位于中间的第一类谐振器、第二类谐振器、第三类谐振器及位于两侧的两个第四类谐振器构成，第一类谐振器用于控制通带低频处传输零点A0，第二类谐振器用于控制通带右侧第一个传输零点A1，第三类谐振器用于控制通带右侧第二个传输零点A2，第四类谐振器用于控制通带右侧第三个传输零点A3。3.根据权利要求2所述的多零点高选择性LTCC带通滤波器芯片，其特征在于，所述的第一类谐振器位于带通滤波电路的中部，包括第一螺旋电感L1与第一VIC电容C1；所述的第二类谐振器位于第一类谐振器的一侧，包括第二螺旋电感L2与第二VIC电容C2；所述的第三类谐振器位于第一类谐振器的另一侧，包括第三螺旋电感L3与第三VIC电容C3；所述的第四类谐振器位于带通滤波电路的两端，包括第四螺旋电感L4与第四VIC电容C4。4.根据权利要求1所述的多零点高选择性LTCC带通滤波器芯片，其特征在于，所述的阻抗匹配结构由用于控制通带内匹配与通带外阻带抑制的集总元件构成。5.根据权利要求4所述的多零点高选择性LTCC带通滤波器芯片，其特征在于，所述的集总元件包括两个第五螺旋电感L5与两个第五VIC电容C5；其中一个第五VIC电容C5的一端连接于所述的50欧...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴永乐，郝丽薇，王卫民，杨雨豪，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：