[发明专利]一种基于130nm CMOS技术加工的双模带通滤波器无效
申请号: | 200910186543.6 | 申请日: | 2009-11-24 |
公开(公告)号: | CN101728605A | 公开(公告)日: | 2010-06-09 |
发明(设计)人: | 王杉;刘海文;史丽云 | 申请(专利权)人: | 华东交通大学 |
主分类号: | H01P1/20 | 分类号: | H01P1/20 |
代理公司: | 南昌市平凡知识产权代理事务所 36122 | 代理人: | 姚伯川 |
地址: | 330013 *** | 国省代码: | 江西;36 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 基于 130 nm cmos 技术 加工 双模 带通滤波器 | ||
技术领域
本发明涉及一种采用130nm CMOS技术加工的双模带通滤波器,属电子技术 领域
背景技术
高效的微带滤波器被广泛的运用在无线通信系统中,而双模微带滤波器更 加具有有吸引力,因为每一个双模滤波器可以作为双调谐谐振电路使用。圆形, 方形的贴片谐振器已被广泛关注。贴片谐振器,因为尺寸比较大,需要更高的 设计成本和更大的尺寸,但是因为其具有很低的插入损耗也很受青睐。本发明 中,采用一种了等边三角贴片双模滤波器,大大改善了慢波效应,实现带通滤 波器的小型化。
在传统的130nm的CMOS技术,可采用7层结构(M1-M7),这样的结构为灵活 设计提供了很大的空间,但最下面的衬底材料对电磁波的损耗比较大,尤其是 对于工作在高频阶段的滤波器,这是在设计中需要解决的一个问题。
发明内容
本发明的目的是,利用传统的130nm的CMOS技术加工60GHz双模带通滤波器, 实现带通滤波器的小型化,并对采用传统的130nm的CMOS技术加工60GHz双模带 通滤波器时存在的电磁波传输损耗比较大的弊病进行处理改进。
本发明的技术方案是,采用等边三角形的双模贴片滤波器,并在等边三角 形顶端处增加微扰,通过改变贴片的长度L2,使得通带的中心频率在60GHZ; 在滤波器衬底上面增加了一层接地板M1,提供良好的隔离效果,同时增厚顶端 的金属层M7,比传统工艺顶端的金属层M7厚度增厚1-2倍,有效地减少信号的传 输损耗。
本发明利用传统的130nm的CMOS技术加工60GHz双模带通滤波器,采用分 形的等边三角贴片滤波器,用于改善慢波效应;并通过改变贴片的长度L2,使 得通带的中心频率在60GHZ。在使用CMOS技术多层金属加工的时候,随着频 率的升高,对于减少相位偏移以及降低传输损耗的要求也会相应的增加,尤其 是衬底对微波的损耗很大,为解决微波传输的损耗,本发明通过调整微扰尺寸a 的大小,并在衬底上面增加了一层接地板M1,提供良好的隔离效果,同时增厚 顶端的金属层M7也可以有效地减少信号的传输损耗。
图1是基于130nm CMOS技术加工的金属层纵切面图;M1为底层的接地 板,可以提供良好的隔离效果。因为衬底对于微波的损耗很大,增加M1接地板 隔离后可大大减少微波的损耗。M7为顶层金属,M7的厚度要大于其他层,与 传统工艺M7厚度相比,增厚了1-2倍。在这两层中间的是多层介质层(如图中 所标注),本发明的这种设计有效减少了微波传输损耗。
图2是本发明双模滤波器的俯视图,图中P2为三角形贴片谐振器,L2为三 角形贴片的高度,通过调整这个参数L2的大小,使得滤波器的中心频率调整到 非常接近60GHZ。d为两个馈线间的距离,d越小,双模的分裂越明显。但是 d变小,也导致了插入损耗变大,虽然通带变得更光滑和更宽。于是在原来基础 上增加了微扰P3,通过调整微扰P3宽度a的大小,在使双模分裂更加明显的同 时,通带变得更加光滑和更宽了,但是没有增加插入损耗。调整a的大小,效 果要优于调整馈线宽度d。
本发明与现有技术相比的有益效果是,本发明在不增加电路面积和加工复 杂度前提下,采用等边三角形贴片的谐振滤波器,可以通过调节三角形的高度, 使得带通滤波器的中心频率为60GHZ,通过调整微扰尺寸的大小,在衬底上面 增加了一层接地板M1,提供良好的隔离效果,同时增厚顶端的金属层M7也可 以有效地减少信号的传输损耗。
本发明适用应用于雷达系统。
附图说明
图1是基于130nm CMOS技术加工的金属层纵切面图;
图2是双模滤波器的俯视图;
图3是一种基于130nm CMOS技术加工的双模带通滤波器整体效果图。
图中:深色部分为金属,白色部分为非金属。
P1为输入输出端口的连接线;P2为三角形谐振器;P3为增加的微扰;
a、b为增加的微扰的宽度和长度;c为三角形谐振器底边的宽度;d为两个 馈线间的距离;L1和L2分别为构成三角形谐振器的内外三角形的高度;W为输入 输出的端口的宽度;M为三层金属层。
具体实施方式
本发明实施例的是一种基于130nm CMOS技术加工的双模带通滤波器,如图3 所示,其中P2为等边三角形构成的谐振器,其中,L2为0.6975mmP3,L1为 0.747mm,,c为0.044mm,d为0.452mm,w为0.024mm;为增加微扰,通过调整微 扰贴片的大小,使得双模分裂更加明显,微扰尺寸a为0.06mm,b为0.028mm。P2 和P3构成了性能良好的双模带通滤波器。图3中为本发明的整体图,本结构实现 了多个传输零点、宽通带的60GHZ双模带通滤波器特性,并且插入损耗小于-3dB, 远远小于其他60GHz的微带带通滤波器,适合应用在雷达系统中。
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