一種微波集成LC濾波器模型的設計方法與流程

本發明涉及微波集成電路設計領域，更為具體地，本發明涉及一種微波集成LC濾波器模型的設計方法。

背景技術：

隨著移動通信和微波通信的發展,對小型化、高性能微波濾波器的需求變得越來越迫切，考慮小型化、集成化和低成本的要求。

由于分離的電感、電容元器件體積大、離散性強，且在高頻段(3GHz以上)時寄生參數影響明顯，故由分離元件構成的傳統LC濾波器存在體積大、一致性差，且高頻段濾波器較難實現。

因此，對解決微波濾波器體積大、離散性強、在高頻段時寄生參數影響明顯的問題就顯得迫切。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是：目前傳統LC濾波器體積大、一致性差，且高頻段濾波器較難實現。

為解決上述的技術問題，本發明提供了一種微波集成LC濾波器模型的設計方法，該方法包括如下步驟：

S1，對集總參數微帶電感進行建模，并對所建立的電感模型進行二維矩量法仿真及優化處理，得到電感模型；

S2，對集總參數微帶電容進行建模，并對所建立的電容模型進行二維矩量法仿真及優化處理，得到電容模型；

S3，對微波集成LC濾波器整體進行建模，將所述S1中的電感模型與所述S2的電容模型級聯，形成LC濾波器總體模型，并對所建立的LC濾波器總體模型進行二維矩量法仿真及優化處理，得到LC濾波器總體模型。

本發明的有益效果：通過這樣的方法設計出的LC濾波器體積小，一致性好，在高頻段上也可以實現，還可以大量生產，且成品率高、成本低。

進一步，所述S1對集總參數微帶電感進行建模的方法包括如下步驟：

S11，在仿真系統軟件ADS中的編輯器對集總參數微帶電感進行建模，把壓焊金絲/金帶、基片以及金屬層建立在模型里，所述的壓焊金絲/金帶、基片建在金屬層表面上；

S12，設置端口、邊界，在仿真計算器中設置好仿真參數，通過仿真計算器對電感模型進行二維矩量法仿真計算，根據計算結果，然后結合版圖編輯器對集總參數微帶電感模型的版圖進行優化處理，得到電感模型。

進一步，所述S2對集總參數微帶電容進行建模的方法包括如下步驟：

S21，在仿真系統軟件ADS中的編輯器對電容進行建模，把過孔、基片以及金屬層建在模型中，所述的過孔、基片建立在金屬層表面上；

S22，設置端口、邊界，在仿真計算器中設置好仿真參數，通過仿真計算器對電容模型進行二維矩量法仿真計算，根據計算結果，然后結合版圖編輯器對電容模型的版圖進行優化，得到電容模型。

進一步，所述S11中步驟還包括：當采用空氣橋或介質橋時，在模型中建立過孔、介質層。

進一步，所述S21中步驟還包括：當采用平板結構電容時，在模型中建立介質層。

上述進一步的有益效果：該方法得到的濾波器的體積小，一致性好，在高頻段上寄生參數影響不明顯，并且研制周期短，制作工序簡單，制作工藝能與PCB工藝或半導體工藝兼容。

附圖說明

圖1為本發明的編輯器中微波集成LC濾波器模型；

圖2為本發明的編輯器中方形單圈螺旋模型；

圖3為本發明的編輯器中方形多圈螺旋模型(未采用空氣橋或介質橋)；

圖4為本發明的編輯器中交指電容模型(未采用介質層)；

圖5為本發明的一種微波集成LC濾波器模型的設計方法的流程圖。

附圖中：1、襯底，2、金屬導體，3、壓焊金絲，4、通孔，5、端口1，6、端口2。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發明，并非用于限定本發明的范圍。

本發明使用到國外先進設計系統仿真軟件平臺ADS(Advanced Design System)。通過ADS仿真軟件平臺的Layout編輯器構建微帶集總參數的電感、電容模型，并經2D電磁仿真計算器Moment模擬計算集總參數微帶電感、電容，再Layout編輯器中級聯微帶集總參數電感、電容構建微波LC集成濾波器模型，然后用Moment計算器對微波LC集成濾波器模型進行矩量法仿真分析并優化，最終得出微波集成LC濾波器的版圖結構。

本發明所公開的一種微波集成LC濾波器模型的設計方法，如附圖1和附圖5所示，該方法包括如下步驟：

S1，對集總參數微帶電感進行建模，并對所建立的電感模型進行二維矩量法仿真分析及其優化，得到符合要求的電感模型；

S2，對集總參數微帶電容進行建模，并對所建立的電容模型進行二維矩量法仿真分析及其優化，得到符合要求的電容模型；

S3，對微波集成LC濾波器整體進行建模，將S1中的電感模型與所述S2的電容模型結合，形成LC濾波器總體模型，并對所建立的LC濾波器總體模型進行二維矩量法仿真分析及其優化，得到符合要求的LC濾波器總體模型。

S1對集總參數微帶電感進行建模的方法步驟為：

S11，在仿真系統軟件ADS中的編輯器對集總參數微帶電感進行建模，把壓焊金絲/金帶、基片以及金屬層建立在模型里，壓焊金絲/金帶、基片建在金屬層表面上；

S12，設置端口、邊界，在仿真計算器中設置好仿真參數，通過仿真計算器對電感模型進行二維矩量法仿真計算分析，得到的分析結果參數不符合，再結合版圖編輯器對集總參數微帶電感模型的版圖進行優化，直到得到分析結果參數符合要求的電感模型。

S2對集總參數微帶電容進行建模的方法步驟為：

S21，在仿真系統軟件ADS中的編輯器對電容進行建模，把過孔、基片以及金屬層建在模型中，過孔、基片建立在金屬層表面上；

S22，設置端口、邊界，在仿真計算器中設置好仿真參數，通過仿真計算器對電容模型進行二維矩量法仿真計算分析，得到的分析結果參數不符合，結合版圖編輯器對電容模型的版圖進行優化，直到得到分析結果參數符合要求的電容模型。

S11中還包括：當采用空氣橋或介質橋時，不需要壓焊金絲/金帶的建模，但需要對過孔、介質層建模。

S21中還包括：當采用平板結構電容時，模型中還需包含介質層。

實施例

第一步，對集總參數微帶電感進行建模，并對所建立的電感模型進行二維矩量法仿真分析及其優化，得到符合要求的電感模型。

如圖2和圖3所示，圖2為方形單圈螺旋模型，圖3為方形多圈螺旋模型(未采用空氣橋或介質橋)；襯底材料1(可以為微波介質材料，也可以為半導體材料)，金屬導體材料2，壓焊金絲3。集總參數微帶電感模型的端口共設置兩個，如圖2和圖3所示。在仿真計算器中設置頻率、仿真模式、襯底參數及金屬材料等，然后進行仿真計算。

第二步，對集總參數微帶電容進行建模，并對所建立的電容模型進行二維矩量法仿真分析及其優化，得到符合要求的電容模型。

如圖4所示，圖4為未采用介質層的交指電容；襯底材料1(可以為微波介質材料，也可以為半導體材料)，金屬導體材料2，通孔4。交指電容模型的端口設置1個，如圖4所示。在仿真計算器中設置頻率、仿真模式、襯底參數及金屬材料等，然后進行仿真計算。

第三步，對微波集成LC濾波器整體進行建模，并對所建立的LC濾波器總體模型進行二維矩量法仿真分析及其優化，得到符合要求的LC濾波器總體模型。

如圖1所示，根據集總參數濾波器拓撲結構，結合第一步、第二步中仿真計算優化所得的集總參數微帶電感、電容模型，得到如圖1所示的微波集成LC濾波器整體模型。模型中襯底材料1(可以為微波介質材料，也可以為半導體材料)，金屬導體材料2，壓焊金絲3，通孔4。微波集成LC濾波器模型的端口設置共2個端口1和端口2，5為端口1，6為端口2，如圖1所示，在仿真計算器中進行仿真優化并得到最后的頻率響應、端口駐波、群時延等參數。

在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結合和組合。

以上所述僅為本發明的較佳實施例，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。