[發(fā)明專利]一種基于LTCC的雙頻帶通濾波器芯片

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110163600.X
• 申請日: 2021-02-05
• 公開（公告）號: CN112994641B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發(fā)明（設計）人: 吳永樂;郝麗薇;王衛(wèi)民
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H03H7/00
• 分類號: H03H7/00;H03H17/02
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實專利事務所 11121
• 代理人: 易卜

1.一種基于LTCC的雙頻帶通濾波器芯片，其特征在于，左右對稱結構，正中間是電感L₃，并聯(lián)于兩個串聯(lián)的電容C₄兩端，同時在兩個串聯(lián)電容C₄中間連接接地的電容C₅，組成了第一并聯(lián)電路；

在第一并聯(lián)電路兩端分別對稱依次串聯(lián)電感L₁和電容C₁，同時左右兩端電容C₁分別連接輸入輸出端口；

電感L₁兩端同時并聯(lián)電容C₂組成第二并聯(lián)電路，在第二并聯(lián)電路下串接由電容C₃和電感L₂組成的第三并聯(lián)電路，第三并聯(lián)電路同時接地；

第一，第二和第三并聯(lián)電路構成了濾波結構，兩端電容C₁構成了阻抗匹配結構；

所述第一并聯(lián)電路中，通過調整各電感和電容的值，引入雙頻濾波器兩通帶間的傳輸零點A1及第一通帶中第二個反射零點P1和第二通帶中第一個反射零點P2；

所述第三并聯(lián)電路中，通過調整電感電容的值，引入第一通帶左側的傳輸零點A0及第一通帶中第一個反射零點P0；

所述第二并聯(lián)電路中，通過調整電感電容的值，引入雙頻濾波器第二通帶右側的傳輸零點A2及第二通帶中第二個反射零點P3；

第一通帶左側的傳輸零點A0至兩通帶間傳輸零點A1的部分即為濾波器的第一通帶，兩通帶間傳輸零點A1至第二通帶右側傳輸零點A2之間部分即為濾波器的第二通帶；

當各頻段的信號從輸入端口輸入時，低頻處的信號經電容C₁初步被濾除；由于第二并聯(lián)電路引入傳輸零點A2，第三并聯(lián)電路引入傳輸零點A0，當信號經過第二并聯(lián)電路與第三并聯(lián)電路時，低頻信號與5.31GHz以上的高頻信號將會被濾除；由于第一并聯(lián)電路引入兩通帶間的傳輸零點A1，當信號經第一并聯(lián)電路時，兩通帶間的信號將會被濾除；最后輸出端口只能輸出兩通帶內的信號，從而實現(xiàn)了雙頻帶通濾波器芯片的功能；

雙頻帶通濾波器芯片具體構建過程如下：

首先，在兩端口正中間放置第一并聯(lián)電路，通過調節(jié)電感L₃，電容C₄及電容C₅，控制兩通帶間傳輸零點A1；

計算公式如下：

其次，在第一并聯(lián)電路兩側對稱放置第二并聯(lián)電路，并在對稱的第二并聯(lián)電路下接第三并聯(lián)電路；第二并聯(lián)電路引入第二通帶右側傳輸零點A2，第三并聯(lián)電路引入第一通帶左側傳輸零點A0；

由于傳輸零點A0接近于0GHz，第三并聯(lián)電路中的元件值在一定范圍內調節(jié)時，對其影響較小；

對于傳輸零點A2，通過調節(jié)第二并聯(lián)電路的電感L₁和電容C₂進行控制，計算公式如下：

最后，在輸入輸出端口處串接電容C₁，構成阻抗匹配結構；

通過調節(jié)兩端電容C₁的值，實現(xiàn)在兩通帶內濾波器的輸入阻抗Z_in等于端口電阻Z₀，即Z_in＝Z₀＝50Ω，實現(xiàn)兩通帶內的阻抗匹配。

2.如權利要求1所述的一種基于LTCC的雙頻帶通濾波器芯片，其特征在于，所述第一通帶內，控制帶寬工作頻段在3.3GHz-3.6GHz范圍內時，通過計算S參數|S₁₁|-22dB，表明通帶內回波損耗達到要求；

第二通帶內控制帶寬的工作頻段在4.8GHz-5.0GHz范圍內時，|S₁₁|-15dB，回波損耗達到要求。

3.如權利要求2所述的一種基于LTCC的雙頻帶通濾波器芯片，其特征在于，所述S參數與奇模半電路阻抗Z_odd(ω)和偶模半電路阻抗Z_even(ω)之間存在如下關系：

Z₀為端口處的電阻；

因此，當奇偶模半電路阻抗?jié)M足：Z_even(ω)＝Z_odd(ω)時，S₁₂(ω)＝S₂₁(ω)＝0，即產生傳輸零點，具體如下：

當頻率接近于0GHz時，Z_even(ω)＝Z_odd(ω)＝∞，產生第一通帶左側的傳輸零點A0；

由Z_even(ω)＝Z_odd(ω)可得，當頻率滿足：f_A1＝4.21GHz時，產生兩通帶間傳輸零點A1；

由Z_even(ω)＝Z_odd(ω)可得，當頻率滿足：f_A2＝5.31GHz時，產生第二通帶右側傳輸零點A2。