基于IPD工艺的超宽带无反射陷点滤波器的制作方法

本发明属于滤波器，具体涉及一种基于ipd工艺的超宽带无反射陷点滤波器的设计。

背景技术：

1、超宽带（ultra wide band，uwb）频谱范围为3.1~10.6 ghz，于2002年被释放用于未授权的室内和手持商业应用。为迎合这一趋势，近年来基于各种方法开发了uwb带通滤波器。然而，现有的无线电信号可能会在定义的uwb频谱范围内干扰uwb无线电系统。目前在uwb 频段内存在一些已使用的信号频段，例如无线局域网（wlan）和x波段卫星通信 ，滤波器应该屏蔽掉这些信号干扰，因此，需要开发窄带陷点uwb滤波器。

2、现有形成超宽带滤波器的方法有低高通级联、多模谐振器、短路分支线法等。其中低高通级联需要将低通滤波器及高通滤波器进行级联，往往需要更大数值的电感，这会导致滤波器损耗增加，q值降低；多模谐振器的使用及短路分支线法往往需要用分布结构来实现，对于超宽带频段（3.1~10.6 ghz）往往尺寸过大，难以实现小型化的需求。

3、现有形成陷点的方法通常为在主路径上引入短路线或开路结构，或在此结构上外置集总电阻实现无反射结构。其中，在主路径上引入短路线或开路结构会影响超宽带滤波器的回波响应，对传输造成影响；在主路径上引入短路线或开路结构并外置集总电阻会增加设计的复杂性并减少设计的集成度，并且陷点仍不够深。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决目前超宽带频段滤波器难以在小型化，宽阻带的情况下实现更高集成度的问题，提出了一种基于ipd工艺的超宽带无反射陷点滤波器。

2、本发明的技术方案为：基于ipd工艺的超宽带无反射陷点滤波器，包括设置于衬底上并依次连接的输入端口、第一无反射陷点谐振器、带通电路、第二无反射陷点谐振器和输出端口；带通电路包括依次连接的第一串联谐振器、第一并联谐振器、第二串联谐振器、第二并联谐振器和第三串联谐振器，第一串联谐振器的输入端与第一无反射陷点谐振器的输出端连接，第三串联谐振器的输出端与第二无反射陷点谐振器的输入端连接。

3、进一步地，第一无反射陷点谐振器包括第一串联电感、第一串联电容、第一薄膜电阻、第二信号接地通孔、第一并联电容、第一并联电感和第三薄膜电阻，第一串联电感的一端与输入端口连接，其另一端与第一串联电容的一端连接，第一薄膜电阻的一端与第一串联电容的另一端连接，其另一端与第二信号接地通孔连接，第一并联电容、第一并联电感和第三薄膜电阻并联，第一并联电容的一端、第一并联电感的一端和第三薄膜电阻的一端均与第一串联电容的一端连接，第一并联电容的另一端、第一并联电感的另一端和第三薄膜电阻的另一端共同作为第一无反射陷点谐振器的输出端。

4、进一步地，第一串联谐振器包括第三串联电容及第三串联电感，第三串联电容的一端作为第一串联谐振器的输入端，其另一端与第三串联电感的一端连接，第三串联电感的另一端作为第一串联谐振器的输出端。

5、进一步地，第一并联谐振器包括并联的第三并联电容、第三并联电感、第五并联电感和第六并联电感，第五并联电感的一端分别与第三并联电感的一端、第一串联谐振器的输出端和第二串联谐振器的输入端连接，其另一端与第三并联电容的一端连接，第三并联电容的另一端与第六并联电感的一端连接，第三并联电感的另一端和第六并联电感的另一端均与第五信号接地通孔连接。

6、进一步地，第二串联谐振器包括第四串联电容及第四串联电感，第四串联电容的一端作为第二串联谐振器的输入端，其另一端与第四串联电感的一端连接，第四串联电感的另一端作为第二串联谐振器的输出端。

7、进一步地，第二并联谐振器包括并联的第四并联电容、第四并联电感、第七并联电感和第八并联电感，第七并联电感的一端分别与第四并联电感的一端、第二串联谐振器的输出端和第三串联谐振器的输入端连接，其另一端与第四并联电容的一端连接，第四并联电容的另一端与第八并联电感的一端连接，第四并联电感的另一端和第八并联电感的另一端均与第六信号接地通孔连接。

8、进一步地，第三串联谐振器包括第五串联电容及第五串联电感，第五串联电容的一端作为第三串联谐振器的输入端，其另一端与第五串联电感的一端连接，第五串联电感的另一端作为第三串联谐振器的输出端。

9、进一步地，第二无反射陷点谐振器包括第二串联电感、第二串联电容、第二薄膜电阻、第四信号接地通孔、第二并联电容、第二并联电感和第四薄膜电阻，第二串联电感的一端与输出端口连接，其另一端与第二串联电容的一端连接，第二薄膜电阻的一端与第二串联电容的另一端连接，其另一端与第四信号接地通孔的一端连接，第二并联电容、第二并联电感和第四薄膜电阻并联，第二并联电容的一端、第二并联电感的一端和第四薄膜电阻的一端均与第二串联电容的一端连接，第二并联电容的另一端、第二并联电感的另一端和第四薄膜电阻的另一端共同作为第二无反射陷点谐振器的输入端。

10、进一步地，第一串联电感、第二串联电感、第三串联电感、第四串联电感和第五串联电感均为方形螺旋电感；第一并联电感、第二并联电感、第五并联电感、第六并联电感、第七并联电感和第八并联电感均为电感等效的不规则传输线；第三并联电感和第四并联电感均为双层金属叠层电感。

11、进一步地，超宽带无反射陷点滤波器还包括第一信号接地通孔和第三信号接地通孔，第一信号接地通孔、输入端口和第二信号接地通孔共同形成地-信号-地结构，第三信号接地通孔、输出端口和第四信号接地通孔共同形成地-信号-地结构。

12、本发明的有益效果是：

13、（1）本发明中的带通电路利用相邻电感间的交错来产生互感，并产生零点，这减少了电感使用的数量，在一定程度上减少了集总元件的使用，减小了滤波器尺寸。

14、（2）本发明通过引入薄膜电阻z1~z4，在通带范围内引入陷点而不恶化回波，解决了传统陷点滤波器引入陷点回波被恶化的情况。

15、（3）本发明在超宽带滤波器电路两边对称引入无反射陷点谐振器，谐振器中利用两电感的互感作用进一步加深了陷点，引入的无反射陷点深达-38db，在保持陷点深度的同时对回波影响较小。

16、（4）本发明的陷点谐振器中两电感用不同金属层构建，在垂直方向产生互感的作用，使得尺寸更加紧凑。

17、（5）本发明在通带两边都引入零点，并且上阻带为-29.3db，带外抑制达到6.01 f0（ f0为滤波器中心频率），有着优良的上阻带表现。

18、（6）本发明通过内置的薄膜电阻z1~z4实现无反射器件结构，不同于现有技术利用外置的集总电阻，这使得本发明更易于集成到平面电路中。

19、（7）本发明与现有超宽带无反射陷点滤波器相比尺寸更小，损耗更低，且加工成本更低，这有利于大规模生产和应用。

20、（8）本发明创新性的使用ipd工艺实现超宽带无反射陷点滤波器，具有更加灵活的走线形式以及更高的集成度。

技术特征：

1.基于ipd工艺的超宽带无反射陷点滤波器，其特征在于，包括设置于衬底上并依次连接的输入端口（1）、第一无反射陷点谐振器、带通电路、第二无反射陷点谐振器和输出端口（2）；

2.根据权利要求1所述的基于ipd工艺的超宽带无反射陷点滤波器，其特征在于，所述第一无反射陷点谐振器包括第一串联电感（ls1）、第一串联电容（cs1）、第一薄膜电阻（z1）、第二信号接地通孔（g2）、第一并联电容（cp1）、第一并联电感（lp1）和第三薄膜电阻（z3），所述第一串联电感（ls1）的一端与输入端口（1）连接，其另一端与第一串联电容（cs1）的一端连接，所述第一薄膜电阻（z1）的一端与第一串联电容（cs1）的另一端连接，其另一端与第二信号接地通孔（g2）连接，所述第一并联电容（cp1）、第一并联电感（lp1）和第三薄膜电阻（z3）并联，所述第一并联电容（cp1）的一端、第一并联电感（lp1）的一端和第三薄膜电阻（z3）的一端均与第一串联电容（cs1）的一端连接，所述第一并联电容（cp1）的另一端、第一并联电感（lp1）的另一端和第三薄膜电阻（z3）的另一端共同作为第一无反射陷点谐振器的输出端。

3.根据权利要求2所述的基于ipd工艺的超宽带无反射陷点滤波器，其特征在于，所述第一串联谐振器包括第三串联电容（cs3）及第三串联电感（ls3），所述第三串联电容（cs3）的一端作为第一串联谐振器的输入端，其另一端与第三串联电感（ls3）的一端连接，所述第三串联电感（ls3）的另一端作为第一串联谐振器的输出端。

4.根据权利要求3所述的基于ipd工艺的超宽带无反射陷点滤波器，其特征在于，所述第一并联谐振器包括并联的第三并联电容（cp3）、第三并联电感（lp3）、第五并联电感（lp5）和第六并联电感（lp6），所述第五并联电感（lp5）的一端分别与第三并联电感（lp3）的一端、第一串联谐振器的输出端和第二串联谐振器的输入端连接，其另一端与第三并联电容（cp3）的一端连接，所述第三并联电容（cp3）的另一端与第六并联电感（lp6）的一端连接，所述第三并联电感（lp3）的另一端和第六并联电感（lp6）的另一端均与第五信号接地通孔（g5）连接。

5.根据权利要求4所述的基于ipd工艺的超宽带无反射陷点滤波器，其特征在于，所述第二串联谐振器包括第四串联电容（cs4）及第四串联电感（ls4），所述第四串联电容（cs4）的一端作为第二串联谐振器的输入端，其另一端与第四串联电感（ls4）的一端连接，所述第四串联电感（ls4）的另一端作为第二串联谐振器的输出端。

6.根据权利要求5所述的基于ipd工艺的超宽带无反射陷点滤波器，其特征在于，所述第二并联谐振器包括并联的第四并联电容（cp4）、第四并联电感（lp4）、第七并联电感（lp7）和第八并联电感（lp8），所述第七并联电感（lp7）的一端分别与第四并联电感（lp4）的一端、第二串联谐振器的输出端和第三串联谐振器的输入端连接，其另一端与第四并联电容（cp4）的一端连接，所述第四并联电容（cp4）的另一端与第八并联电感（lp8）的一端连接，所述第四并联电感（lp4）的另一端和第八并联电感（lp8）的另一端均与第六信号接地通孔（g6）连接。

7.根据权利要求6所述的基于ipd工艺的超宽带无反射陷点滤波器，其特征在于，所述第三串联谐振器包括第五串联电容（cs5）及第五串联电感（ls5），所述第五串联电容（cs5）的一端作为第三串联谐振器的输入端，其另一端与第五串联电感（ls5）的一端连接，所述第五串联电感（ls5）的另一端作为第三串联谐振器的输出端。

8.根据权利要求7所述的基于ipd工艺的超宽带无反射陷点滤波器，其特征在于，所述第二无反射陷点谐振器包括第二串联电感（ls2）、第二串联电容（cs2）、第二薄膜电阻（z2）、第四信号接地通孔（g4）、第二并联电容（cp2）、第二并联电感（lp2）和第四薄膜电阻（z4），所述第二串联电感（ls2）的一端与输出端口（2）连接，其另一端与第二串联电容（cs2）的一端连接，所述第二薄膜电阻（z2）的一端与第二串联电容（cs2）的另一端连接，其另一端与第四信号接地通孔（g4）的一端连接，所述第二并联电容（cp2）、第二并联电感（lp2）和第四薄膜电阻（z4）并联，所述第二并联电容（cp2）的一端、第二并联电感（lp2）的一端和第四薄膜电阻（z4）的一端均与第二串联电容（cs2）的一端连接，所述第二并联电容（cp2）的另一端、第二并联电感（lp2）的另一端和第四薄膜电阻（z4）的另一端共同作为第二无反射陷点谐振器的输入端。

9.根据权利要求8所述的基于ipd工艺的超宽带无反射陷点滤波器，其特征在于，所述第一串联电感（ls1）、第二串联电感（ls2）、第三串联电感（ls3）、第四串联电感（ls4）和第五串联电感（ls5）均为方形螺旋电感；

10.根据权利要求8所述的基于ipd工艺的超宽带无反射陷点滤波器，其特征在于，还包括第一信号接地通孔（g1）和第三信号接地通孔（g3），所述第一信号接地通孔（g1）、输入端口（1）和第二信号接地通孔（g2）共同形成地-信号-地结构，所述第三信号接地通孔（g3）、输出端口（2）和第四信号接地通孔（g4）共同形成地-信号-地结构。

技术总结本发明公开了一种基于IPD工艺的超宽带无反射陷点滤波器包括设置于衬底上并依次连接的输入端口、第一无反射陷点谐振器、带通电路、第二无反射陷点谐振器和输出端口；带通电路包括依次连接的第一串联谐振器、第一并联谐振器、第二串联谐振器、第二并联谐振器和第三串联谐振器，第一串联谐振器的输入端与第一无反射陷点谐振器的输出端连接，第三串联谐振器的输出端与第二无反射陷点谐振器的输入端连接。本发明在超宽带滤波器电路两边对称引入无反射陷点谐振器，谐振器中利用两电感的互感作用进一步加深了陷点，引入的无反射陷点深达‑38dB，在保持陷点深度的同时对回波影响较小。技术研发人员：请求不公布姓名,请求不公布姓名,请求不公布姓名受保护的技术使用者：成都核心智慧科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25