《電子技術(shù)應(yīng)用》
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三模混合集成小型化濾波器設(shè)計(jì)
2022年電子技術(shù)應(yīng)用第4期
馬瀚洋1，周雨進(jìn)2，周 駿2
1.南京電子器件研究所，江蘇 南京210016；2.南京國(guó)博電子股份有限公司，江蘇 南京211100
摘要： 提出了一種基于LC串聯(lián)單元的三模混合集成小型化濾波器電路拓?fù)?。該電路拓?fù)渚哂袑?duì)稱(chēng)性，主體由4個(gè)LC串聯(lián)單元所構(gòu)成的“星型”結(jié)構(gòu)組成，能夠通過(guò)對(duì)其并聯(lián)于地的LC串聯(lián)單元中元件參數(shù)的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)對(duì)濾波器雙零點(diǎn)的自由調(diào)節(jié)。基于奇偶模分析方法，給出了所提出濾波器拓?fù)涞木C合設(shè)計(jì)方法，并采用基于商業(yè)化硅基表貼電容的低成本混合集成技術(shù)研制一款具有明顯小型化特性的三模多零點(diǎn)帶通濾波器。所研制的濾波器仿真與測(cè)試結(jié)果吻合良好，其中心頻率為2.6 GHz，3 dB帶寬為1.34 GHz，插入損耗典型值為1.6 dB，能夠在4~12 GHz的頻帶范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)30 dB的抑制能力，其面積尺寸為3.2 mm×1.9 mm(0.03λ0×0.02λ0)。
中圖分類(lèi)號(hào)： TN713
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.222676
中文引用格式： 馬瀚洋，周雨進(jìn)，周駿. 三?；旌霞尚⌒突癁V波器設(shè)計(jì)[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2022，48(4)：94-97，103.
英文引用格式： Ma Hanyang，Zhou Yujin，Zhou Jun. A triple-mode bandpass filter featured with hybrid integration and tiny size[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(4)：94-97，103.
A triple-mode bandpass filter featured with hybrid integration and tiny size
Ma Hanyang1，Zhou Yujin2，Zhou Jun2
1.Nanjing Electronic Devices Institute，Nanjing 210016，China； 2.Nanjing Guobo Electronics Company Limited，Nanjing 211100，China
Abstract： A circuit topology of a LC series unit based triple-mode bandpass filter featured with hybrid integration and tiny siaze is proposed. The main part of the symmetrical circuit is composed of a “star” structure with four LC series units. It can realize the free adjustment of the two transmission zeroes by adjusting the parameters of the LC series units connected in parallel to the ground. Based on odd-even mode analysis method, this paper presents the comprehensive design method of the proposed filter and develops a triple-mode multiple-zero bandpass filter with miniaturization characteristics by using hybrid integration technology with commercial silicon-based surface mount capacitors. The simulation and test results of the developed filter are in good agreement. The filter has a 3 dB bandwidth of 1.34 GHz at center frequency of 2.6 GHz. The typical insertion loss of the filter is 1.6 dB. The upper stopband attenuation higher than 30 dB is 4~12 GHz. It occupies only 3.2 mm×1.9 mm(0.03λ0×0.02λ0).
Key words : multimode resonator；lumped-element；miniaturized；passband filter

0 引言

    隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的不斷發(fā)展，通信終端小型化的趨勢(shì)日趨明顯，微波濾波器作為無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中重要的信號(hào)處理器件之一，也面臨著更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，其頻率選擇特性的優(yōu)劣、尺寸的大小、成本及可靠性高低都是系統(tǒng)設(shè)計(jì)中非常重要的因素，因此濾波器的小型化研究具有重要的意義[1]。Ragan在1948年首次提出了使用雙模諧振器減小腔體濾波器尺寸的可能性，其通過(guò)耦合簡(jiǎn)并模式(具有相同諧振頻率的模式)獲得緊密間隔的多個(gè)諧振頻率[2]。Wolff在1972年提出了第一個(gè)雙模諧振器微帶帶通濾波器[3]，該濾波器基于封閉環(huán)形微帶結(jié)構(gòu)，通過(guò)“不對(duì)稱(chēng)”容性結(jié)構(gòu)的加載使得模式分離，從而形成了具有雙模諧振特性的環(huán)形諧振結(jié)構(gòu)。Riaz等人在2019年基于中心加載開(kāi)路短截線(xiàn)的階躍阻抗傳輸線(xiàn)諧振器提出了一種低損耗、寬阻帶的多模帶通濾波器[4]。Li W等人提出了多短截線(xiàn)加載的半波長(zhǎng)多模諧振器，并設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了超寬帶帶通濾波器[5]。雖然多模諧振器在很大程度上減小了濾波器的尺寸，但是由分布參數(shù)元件所構(gòu)成的濾波器的尺寸仍然受到波長(zhǎng)的限制。

    為了進(jìn)一步提升多模濾波器的小型化能力，本文采用集總參數(shù)設(shè)計(jì)思路，提出了一種具有三模諧振與雙傳輸零點(diǎn)特性的小型化帶通濾波器，該濾波器采用集總電感，主體電路由4個(gè)LC串聯(lián)單元組成，能夠通過(guò)對(duì)其并聯(lián)于地的LC串聯(lián)單元中元件參數(shù)的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)對(duì)雙零點(diǎn)的自由調(diào)節(jié)。




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作者信息：

馬瀚洋1，周雨進(jìn)2，周  駿2

(1.南京電子器件研究所，江蘇 南京210016；2.南京國(guó)博電子股份有限公司，江蘇 南京211100)




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