[发明专利]基于硅通孔的低通滤波器设计方法

摘要

本发明公开了一种基于硅通孔的低通滤波器设计方法，主要解决现有基于硅通孔低通滤波器设计过程复杂，需要大量的时间和计算资源的问题。其实现方案是：1)根据工程需求和滤波器输入条件确定低通滤波器选型和设计指标；2)根据设计指标，确定低通滤波器各元件值，建立滤波器的集总电路图；3)根据集总电路图中的各节电感元件值，确定各节三维集成电感中硅通孔的排列的行、列间距和电感匝数；4)根据集总电路图中的各节电容元件值，确定各节同轴硅通孔电容器的内介质层厚度；5)利用3)和4)中确定的参数，在电磁软件中建立硅通孔低通滤波器三维模型并仿真，完成整个低通滤波器的设计。本发明设计简单，耗时更短，可用于射频无线通信系统。

主权项

1.基于硅通孔的低通滤波器设计方法，其特征在于，包括如下：(1)根据工程需求和滤波器输入条件确定低通滤波器选型和设计指标，其中，低通滤波器选型包括：巴特沃斯型、切比雪夫型、逆切比雪夫型以及椭圆型；设计指标包括：滤波器阶数N、截止频率ω_c、通带最大衰减度A_p、特征阻抗z_o以及阻带最大衰减度A_s；(2)根据设计指标，利用集总元件低通滤波器设计方法，确定低通滤波器各元件值，建立滤波器的集总电路图；(3)根据集总电路图中的各节电感元件值，确定各节三维集成电感中硅通孔的排列的行、列间距和电感匝数：(3a)根据集总电路图中的电感元件值，先给出一组包括电感匝数N_T、硅通孔排列的行间距P_TSV和列间距S_TSV的参数值，计算此组参数值对应的三维集成电感的电感值和面积；(3b)将(3a)中得到的电感值与集总电路中的电感元件值比较，根据比较结果调整电感匝数N_T、行间距P_TSV和列间距S_TSV的值，重新计算电感值和面积；(3c)重复(3a)‑(3b)操作，直到计算的电感值等于集总电路的电感值，且电感面积最小，得到最终的电感匝数N_T、硅通孔排列的行间距P_TSV和列间距S_TSV的值；(4)根据集总电路图中的各节电容元件值，确定各节同轴硅通孔电容器的内介质层厚度t_r：其中，l_TSV为硅通孔高度，r_TSV为硅通孔铜柱半径，C为集总电路图中的电容元件值，ε为同轴硅通孔内介质层材料的介电常数；(5)利用(3)中确定的各节电感器的参数和(4)中确定的各节电容器的参数，在电磁软件中建立硅通孔低通滤波器三维模型，进行仿真，完成对整个低通滤波器的设计。