一种用于制造技术

本发明专利技术公开一种用于

【技术实现步骤摘要】
一种用于5G移动通信的小型化高性能IPD带通滤波器


[0001]本专利技术属于滤波器
，特别涉及一种用于
5G
移动通信的小型化高性能
IPD
带通滤波器
。

技术介绍

[0002]滤波器是一种滤除不需要的信号，只让需要的信号通过的设备
。
带通滤波器的作用是允许某一特定频段的电磁波信号通过
。
理想带通滤波器的通带内信号衰减为零，即信号可以完全被传输，与此同时在阻带范围内信号完全不能被传输
。
此外，通带与阻带的交界处的衰减会发生突变，理论上从零变为无穷大
。
但实际中的带通滤波器并不会有完美的滤波曲线
。
随着射频前端电路复杂度的增加以及
5G
技术向着更高频段的发展，系统设计在尺寸
、
性能和成本方面对带通滤波器设计提出了更高的要求，小型化高性能的带通滤波器将更有利于其在射频系统或芯片模块中的集成应用
。
[0003]5GHz
频段相比传统的
4GHz
频段或者更低频段，容易被障碍物遮挡，但是它的覆盖范围变得更大
。
由于电磁波信号在传输的过程中会产生折射与反射现象，这一特性反而可以使信号传播到更广的区域范围
。
在
5G
信号发射与接收的过程中，滤波器起到重要作用，常见的滤波器种类有声表面波滤波器
(SAW)
和体声波滤波器
(BAW)
>，但它们的工作频率通常位于
3GHz
以下，频率继续升高会导致通带边缘的频率选择性显著下降
。
[0004]为了提高系统的综合性能，需要同时兼顾带通滤波器的尺寸和性能
。
滤波器等无源器件通常会使用的加工工艺包括低温共烧陶瓷
(LTCC)
技术和集成无源器件
(IPD)
技术
。LTCC
的加工精度较高，但其加工工序多，基板尺寸较大，难以实现进一步的小型化以及同射频前端芯片实现
Flip
‑
Chip
封装
。
[0005]为满足射频前端对滤波器提出的小型化需求，考虑采用
IPD
技术
。IPD
滤波器通常具有较大的带宽，且体积小，结构相对简单，功率容量较大，成本较低，能与后级芯片实现
Flip
‑
Chip
封装
。
常见的
IPD
基板材料有砷化镓
(GaAs)、
玻璃
(Glass)、
硅
(Silicon)、
氧化铝
(Al2O3)
等，
GaAs
相比于其他几种材料，其加工得到的集总元件的品质因数更高，所以插入损耗更小
。
因此，采用
GaAs IPD
加工工艺来设计所需的带通滤波器是非常好的选择
。
目前，专用于
5G
移动通信的小型化
、
低插损以及陡峭频率截止特性的带通滤波器尚未见报道
。

技术实现思路

[0006]为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种用于
5G
移动通信的小型化高性能
IPD
带通滤波器，本专利技术是基于
IPD
技术的
N78
频段带通滤波器，旨在实现带通滤波器的宽带宽
、
小尺寸
、
低插损
、
高带外抑制以及较为陡峭的频率截止特性
。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0008]一种用于
5G
移动通信的小型化高性能
IPD
带通滤波器，包括
GaAs
介质基板和生长于
GaAs
介质基板上的
IPD
带通滤波器电路；所述
IPD
带通滤波器电路包括输入端口
、
输出端口
、
多条传输线以及位于输入端口与输出端口之间的电感电容谐振网络；所述电容电感谐
振器网络包括
LC
并联谐振结构
、LC
串联谐振结构以及若干并联接地电容，所述
LC
并联谐振结构和
LC
串联谐振结构阻带中引入衰减极点，通过调节谐振结构中的电感值和电容值，改变衰减极点在阻带中的位置，使得低频端信号与高频端信号被抑制；通过调节所述接地电容的电容值，将高频信号引入地，从而形成带有多个衰减极点的带通滤波器波形
。
[0009]在一个实施例中，所述电容电感谐振器网络包括依次信号连接的第一谐振器
、
第二谐振器和第三谐振器，所述第一谐振器包括第一
LC
并联谐振结构，第一
LC
并联谐振结构输入端和输出端设置两个并联接地电容；所述第二谐振器包括第一
LC
串联谐振结构和第二
LC
串联谐振结构，第一
LC
串联谐振结构和第二
LC
串联谐振结构并联在一个电容的两端；所述第三谐振器包括第二
LC
并联谐振结构，第二
LC
并联谐振结构的输入端设置一个接地电容，输出端设置第三
LC
串联谐振结构
。
[0010]在一个实施例中，所述输入端口用于电压电流信号的输入，与第一谐振器的输入端连接；所述输出端口用于经过滤波处理的电压电流信号的输出，与第三谐振器的输出端连接；所述输入端口和输出端口均采用
G
‑
S
‑
G
结构，即地板
‑
信号
‑
地板结构
。
[0011]在一个实施例中，所述第一谐振器由第一电容
C1、
第二电容
C2、
第三电容
C3
和第一电感
L1
组成；第二电容
C2
与第一电感
L1
组成第一
LC
并联谐振结构，其两端分别为第一谐振器的输入端和输出端，第一电容
C1
与第三电容
C3
是分别在第一谐振器输入端和输出端的接地电容；
[0012]所述第二谐振器由第二电感
L2、
第三电感
L3、
第四电容
C4、
第五电容
C5
和第六电容
C6
组成；第二电感
L2
与第四电容
C4
组成第一
LC
串联谐振结构，第三电感
L3
与第六电容
C6
组成第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于
5G
移动通信的小型化高性能
IPD
带通滤波器，其特征在于，包括
GaAs
介质基板和生长于
GaAs
介质基板上的
IPD
带通滤波器电路；所述
IPD
带通滤波器电路包括输入端口
、
输出端口
、
多条传输线以及位于输入端口与输出端口之间的电感电容谐振网络；所述电容电感谐振器网络包括
LC
并联谐振结构
、LC
串联谐振结构以及若干并联接地电容，所述
LC
并联谐振结构和
LC
串联谐振结构阻带中引入衰减极点，通过调节谐振结构中的电感值和电容值，改变衰减极点在阻带中的位置，使得低频端信号与高频端信号被抑制；通过调节所述接地电容的电容值，将高频信号引入地，从而形成带有多个衰减极点的带通滤波器波形
。2.
根据权利要求1所述用于
5G
移动通信的小型化高性能
IPD
带通滤波器，其特征在于，所述电容电感谐振器网络包括依次信号连接的第一谐振器
、
第二谐振器和第三谐振器，所述第一谐振器包括第一
LC
并联谐振结构，第一
LC
并联谐振结构输入端和输出端设置两个并联接地电容；所述第二谐振器包括第一
LC
串联谐振结构和第二
LC
串联谐振结构，第一
LC
串联谐振结构和第二
LC
串联谐振结构并联在一个电容的两端；所述第三谐振器包括第二
LC
并联谐振结构，第二
LC
并联谐振结构的输入端设置一个接地电容，输出端设置第三
LC
串联谐振结构
。3.
根据权利要求2所述用于
5G
移动通信的小型化高性能
IPD
带通滤波器，其特征在于，所述输入端口用于电压电流信号的输入，与第一谐振器的输入端连接；所述输出端口用于经过滤波处理的电压电流信号的输出，与第三谐振器的输出端连接；所述输入端口和输出端口均采用
G
‑
S
‑
G
结构，即地板
‑
信号
‑
地板结构
。4.
根据权利要求2或3所述用于
5G
移动通信的小型化高性能
IPD
带通滤波器，其特征在于，所述第一谐振器由第一电容
C1、
第二电容
C2、
第三电容
C3
和第一电感
L1
组成；第二电容
C2
与第一电感
L1
组成第一
LC
并联谐振结构，其两端分别为第一谐振器的输入端和输出端，第一电容
C1
与第三电容
C3
是分别在第一谐振器输入端和输出端的接地电容；所述第二谐振器由第二电感
L2、
第三电感
L3、
第四电容
C4、
第五电容
C5
和第六电容
C6
组成；第二电感
L2
与第四电容
C4
组成第一
LC
串联谐振结构，第三电感
L3
与第六电容
C6
组成第二
LC
串联谐振结构，沿信号方向，第一
LC
串联谐振结构和第二
LC
串联谐振结构分别接在第五电容
C5
的两端；第五电容
C5
的两端分别为第二谐振器的输入端和输出端；所述第三谐振...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴昱明，龚毅，张静文，孙厚军，胡伟东，
申请(专利权)人：北京理工大学唐山研究院，
类型：发明
国别省市：