[发明专利]基于高阻硅工艺的高滚降系数和宽带外抑制的带通滤波器

说明书

本发明公开基于高阻硅工艺的高滚降系数和宽带外抑制的带通滤波器。在传统的三阶高通滤波器和三阶带通滤波器的混合拓扑结构的基础上，通过引入交叉电容耦合，综合考虑器件尺寸删减一些对性能不敏感的元器件，从而达到宽带外抑制能力和高滚降系数以及小型化的目的；上边带传输零点主要由并联的电感电容谐振单元构成，下边带传输零点主要由交叉耦合电容构成，上边带的其余两个传输零点主要由紧凑结构的感性或者容性耦合引起，从而实现宽带外抑制性能。IPD带通滤波器具有结构紧凑、带内插损小、宽带外抑制性能和高滚降系数的特点，能够易于其他射频模块集成到一个模组中，实现5G频段3.3～4.2GHz的良好通信。

技术领域

本发明属于射频/微波/毫米波技术领域，尤其涉及利用低损耗高阻硅衬底，具体是一种基于高阻硅工艺的高滚降系数和宽带外抑制的带通滤波器。

背景技术

随着5G技术的不断发展，为了满足高传输速率、高信息容量、低延时、信号传输高质量的要求，对5G系统的各个器件的性能和指标提出了更高的要求。滤波器作为射频链路中的关键器件，其性能好坏直接决定了整个系统的正常运行。在一些小型化的无线产品中，比如手机、WIFI、蓝牙等电子设备中，受到体积小型化的限制，就必须要求在不影响器件性能的条件下，保证器件的制作尺寸越来越小。普通的PCB板级电路，因为尺寸较大均不适用，开发设计体积小、结构紧凑的小型化器件已经成为当务之急。目前，已经提出了很多小型化技术方案，比如LTCC器件，因为其具备体积小的优势被广泛应用于基站等设备中；集成无源器件IPD技术因具有体积、面积更加小的优势，被广泛应用于WIFI、手机等无线产品中。IPD器件采用的衬底材料可以分为硅、高阻硅、砷化镓、玻璃等，综合考虑介质损耗、电阻率以及价格，该设计采用高阻硅为衬底的集成无源器件工艺。IPD带通滤波器的拓扑结构一般采用的是带通滤波器的普通拓扑结构、低通滤波器和高通滤波器拓扑相结合的结构以及其他拓扑结构。这些拓扑结构存在一定的问题，主要是所设计滤波器的带外抑制水平不够，滚降系数也较差。本发明为了解决这个产品痛点，在基于高阻硅的IPD工艺基础上，采用三阶高通滤波器与三阶带通滤波器相结合的拓扑结构，为了减小器件的尺寸，对性能指标不敏感的电容和电感进行删减并引入交叉零点进一步提高带外抑制。所设计的IPD带通滤波器工作于3.3～4.2GHz频段，具有较高的滚降系数和宽带外抑制性能。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种覆盖3.3～4.2GHz频段的IPD带通滤波器，具有较高的滚降系数和宽带外抑制性能。该滤波器以高通滤波器和带通滤波器相结合的拓扑结构为基础，在考虑器件尺寸大小的情况下，适当删减一些对指标性能不敏感的电容电感，引入交叉零点电容进一步提高带外抑制性能。所设计的IPD滤波器具有带内损耗小，滚降系数优异，宽带外抑制能力，整体结构紧凑，易于集成于射频模组中。

本发明采用的技术方案如下：

一种高阻硅工艺的高滚降系数和宽带外抑制性能的IPD滤波器，所述滤波器包括介质叠层(0)以及介质叠层(0)上形成滤波器电路结构；