[发明专利]一种基于LTCC的双频带通滤波器芯片

权利要求书

1.一种基于LTCC的双频带通滤波器芯片，其特征在于，左右对称结构，正中间是电感L₃，并联于两个串联的电容C₄两端，同时在两个串联电容C₄中间连接接地的电容C₅，组成了第一并联电路；

在第一并联电路两端分别对称依次串联电感L₁和电容C₁，同时左右两端电容C₁分别连接输入输出端口；

电感L₁两端同时并联电容C₂组成第二并联电路，在第二并联电路下串接由电容C₃和电感L₂组成的第三并联电路，第三并联电路同时接地；

第一，第二和第三并联电路构成了滤波结构，两端电容C₁构成了阻抗匹配结构；

所述第一并联电路中，通过调整各电感和电容的值，引入双频滤波器两通带间的传输零点A1及第一通带中第二个反射零点P1和第二通带中第一个反射零点P2；

所述第三并联电路中，通过调整电感电容的值，引入第一通带左侧的传输零点A0及第一通带中第一个反射零点P0；

所述第二并联电路中，通过调整电感电容的值，引入双频滤波器第二通带右侧的传输零点A2及第二通带中第二个反射零点P3；

第一通带左侧的传输零点A0至两通带间传输零点A1的部分即为滤波器的第一通带，两通带间传输零点A1至第二通带右侧传输零点A2之间部分即为滤波器的第二通带；

当各频段的信号从输入端口输入时，低频处的信号经电容C₁初步被滤除；由于第二并联电路引入传输零点A2，第三并联电路引入传输零点A0，当信号经过第二并联电路与第三并联电路时，低频信号与5.31GHz以上的高频信号将会被滤除；由于第一并联电路引入两通带间的传输零点A1，当信号经第一并联电路时，两通带间的信号将会被滤除；最后输出端口只能输出两通带内的信号，从而实现了双频带通滤波器芯片的功能；

双频带通滤波器芯片具体构建过程如下：

首先，在两端口正中间放置第一并联电路，通过调节电感L₃，电容C₄及电容C₅，控制两通带间传输零点A1；

计算公式如下：

其次，在第一并联电路两侧对称放置第二并联电路，并在对称的第二并联电路下接第三并联电路；第二并联电路引入第二通带右侧传输零点A2，第三并联电路引入第一通带左侧传输零点A0；

由于传输零点A0接近于0GHz，第三并联电路中的元件值在一定范围内调节时，对其影响较小；

对于传输零点A2，通过调节第二并联电路的电感L₁和电容C₂进行控制，计算公式如下：

最后，在输入输出端口处串接电容C₁，构成阻抗匹配结构；

通过调节两端电容C₁的值，实现在两通带内滤波器的输入阻抗Z_in等于端口电阻Z₀，即Z_in＝Z₀＝50Ω，实现两通带内的阻抗匹配。

2.如权利要求1所述的一种基于LTCC的双频带通滤波器芯片，其特征在于，所述第一通带内，控制带宽工作频段在3.3GHz-3.6GHz范围内时，通过计算S参数|S₁₁|-22dB，表明通带内回波损耗达到要求；

第二通带内控制带宽的工作频段在4.8GHz-5.0GHz范围内时，|S₁₁|-15dB，回波损耗达到要求。

3.如权利要求2所述的一种基于LTCC的双频带通滤波器芯片，其特征在于，所述S参数与奇模半电路阻抗Z_odd(ω)和偶模半电路阻抗Z_even(ω)之间存在如下关系：

Z₀为端口处的电阻；

因此，当奇偶模半电路阻抗满足：Z_even(ω)＝Z_odd(ω)时，S₁₂(ω)＝S₂₁(ω)＝0，即产生传输零点，具体如下：

当频率接近于0GHz时，Z_even(ω)＝Z_odd(ω)＝∞，产生第一通带左侧的传输零点A0；

由Z_even(ω)＝Z_odd(ω)可得，当频率满足：f_A1＝4.21GHz时，产生两通带间传输零点A1；

由Z_even(ω)＝Z_odd(ω)可得，当频率满足：f_A2＝5.31GHz时，产生第二通带右侧传输零点A2。