移動通信終端ltcc九階諧波抑制濾波器及移動通信終端的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種移動通信終端LTCC九階諧波抑制濾波器，適用于移動通信終端中射頻前端的信號諧波抑制。
【背景技術】
[0002]濾波器是目前集成電路中非常重要的器件之一，可用于實現對輸入信號中有效頻段內信號的提取，濾除干擾信號，其特性對通信系統的性能會產生很大的影響。隨著通信系統的飛速發展，對信號諧波抑制等濾波特性的要求不斷提高，且在移動終端中，對濾波器小型化的要求也不斷提高。
[0003]LTCC (低溫共燒陶瓷)技術通過將多個單層陶瓷基板在垂直方向上進行疊壓，并在850?900°C溫度下燒結，從而制成三維的高密度電路，大大減小電路尺寸。可在多層陶瓷基板中同時埋置多個電路部件(如電阻、低容值電容、阻抗轉換器、濾波器、耦合器等)。
【發明內容】
[0004]為了實現小型化、高集成以及克服移動通信終端中射頻前端的信號諧波抑制，本發明提出了一種移動通信終端LTCC九階諧波抑制濾波器及移動通信終端。
[0005]該移動通信終端LTCC九階諧波抑制濾波器，包括信號端口 a、信號端口 b、金屬地、內埋式電容電感(一般為銀材質)。其中內埋式電容電感包括五個垂直螺旋式電感La、Lb、Lc、Ld、Le，兩個VIC電容Ca、Cb和兩個Μ頂電容Cc、Cd ；10層LTCC基板從下到上的第1層是金屬地層，2、3、4層分布有垂直螺旋式電感La、Lb，5、6、7層分布有VIC電容Ca、Cb和Μ頂電容Cc、Cd，8、9、10層分布有垂直螺旋式電感Lc、Ld、Le ;層與層之間通過圓柱形銀通孔連接，第6層的電容極板通過圓柱形銀通孔接地；信號端口 a、信號端口 b位于濾波器結構兩端，分布在2、3、4層的垂直螺旋式電感La、Lb，VIC電容Ca、Cb和Μ頂電容Cc、Cd的幾何結構均關于信號端口 a和信號端口 b連線的中垂面鏡像對稱。
[0006]信號端口 a、信號端口 b分別與垂直螺旋式電感La、Lb在第2層的一端相接；垂直螺旋式電感La、Lb在第4層的另一端通過銀通孔分別與VIC電容Ca、Cb在第5層的電容極板相接；VIC電容Ca在第7層的極板通過銀通孔與垂直螺旋式電感Lc在第10層的一端相接；VIC電容Cb在第7層的極板通過銀通孔與垂直螺旋式電感Ld在第8層的一端相接；垂直螺旋式電感Lc在第8層的另一端與垂直螺旋式電感Le在第8層的一端相接，并通過銀通孔與Μ頂電容Cc在第7層的極板相接；垂直螺旋式電感Ld在第10層的另一端與垂直螺旋式電感Le在第10層的一端相接，并通過銀通孔與Μ頂電容Cd在第7層的極板相接；MIM電容Cc、Cd在第6層的極板共用，并通過銀通孔簇與第1層的金屬地相接。
[0007]整個濾波器的尺寸為5mm*3mm*0.6mm，采用的LTCC陶瓷介質的相對介電常數為7.5，介質的損耗角正切為0.0033，每層金屬厚度為13um，金屬導體采用銀；垂直螺旋式電感的金屬線寬為260um，銀通孔的半徑為62.5um，連接第1層和第6層的銀通孔簇是由環繞半徑為250um的8個45度間距排列的銀通孔組成；第1層和第2層間的陶瓷介質厚度為61um，第5、6、7層間的陶瓷介質厚度為37um，其余層間的陶瓷介質厚度為50um。
[0008]濾波器在工作頻率點0.9GHz為中心的200MHz帶寬內產生大于30dB的回波損耗，分別在二、三次諧波頻率點1.8GHz,2.7GHz為中心的200MHz帶寬內產生大于30dB的插入損耗。
[0009]—種采用所述的移動通信終端LTCC九階諧波抑制濾波器的移動通信終端。
[0010]本發明的有益效果在于:第一、所述的濾波器采用基于LTCC技術的多層內埋式電容電感，有效地減小了結構尺寸，在最大尺度小于1/60的中心頻率對應波長的同時，實現了高達九階的濾波器階數，可應用于有高集成度要求的移動通信終端中；第二、所述的濾波器實現了對移動通信中900MHz中心頻率信號的高效諧波抑制，且中心頻率的插入損耗小。
【附圖說明】
[0011]圖1是LTCC九階諧波抑制濾波器的整體結構示意圖；
圖2是LTCC九階諧波抑制濾波器的主視圖；
圖3是LTCC九階諧波抑制濾波器的S參數曲線圖；
附圖標記說明:1、信號端口 a ;2、信號端口 b ;3、金屬地；4、5、6、7、8分別為螺旋式電感La、Lb、Lc、Ld、Le ;9、10 分別為 VIC 電容 Ca、Cb ;11、12 分別為 MIM 電容 Cc、Cd。
具體實施方案
[0012]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明。
[0013]如圖1和圖2所示，一種移動通信終端LTCC九階諧波抑制濾波器，包括信號端口a 1、信號端口 b 2、金屬地3、銀的內埋式電容電感。其中銀的內埋式電容電感包括五個垂直螺旋式電感La 4、Lb 5、Lc 6、Ld 7、Le 8，兩個VIC電容Ca 9、Cb 10和兩個M頂電容Ccll、Cd 12 ; 10層LTCC基板從下到上的第1層是金屬地層3，2、3、4層分布有垂直螺旋式電感 La 4、Lb 5，5、6、7 層分布有 VIC 電容 Ca 9、Cb 10 和 Μ頂電容 Cc 11、Cd 12，8、9、10 層分布有垂直螺旋式電感Lc 6、Ld 7、Le 8 ;層與層之間通過圓柱形銀通孔連接，第6層的電容極板通過圓柱形銀通孔接地；信號端口 a 1、信號端口 b 2位于濾波器結構兩端，分布在2、3、4層的垂直螺旋式電感La 4、Lb 5，VIC電容Ca 9、Cb 10，以及M頂電容Cc 11、Cd 12的三對幾何結構分別關于信號端口a 1和信號端口b 2連線的中垂面鏡像對稱。
[0014]信號端口 a 1、信號端口 b 2分別與垂直螺旋式電感La 4、Lb 5在第2層的一端相接；垂直螺旋式電感La 4、Lb 5在第4層的另一端通過銀通孔分別與VIC電容Ca 9、Cb10在第5層的電容極板相接；VIC電容Ca 9在第7層的極板通過銀通孔與垂直螺旋式電感Lc 6在第10層的一端相接；VIC電容Cb 10在第7層的極板通過銀通孔與垂直螺旋式電感Ld 7在第8層的一端相接；垂直螺旋式電感Lc 6在第8層的另一端與垂直螺旋式電感Le8在第8層的一端相接，并通過銀通孔與Μ頂電容Cc 11在第7層的極板相接；垂直螺旋式電感Ld 7在第10層的另一端與垂直螺旋式電感Le 8在第10層的一端相接，并通過銀通孔與Μ頂電容Cd 12在第7層的極板相接;Μ頂電容Cc ll、Cd 12在第6層的極板共用，并通過銀通孔簇與第1層的金屬地3相接。
[0015]整個濾波器的尺寸為5mm*3mm*0.6mm，采用的LTCC陶瓷介質的相對介電常數為7.5，介質的損耗角正切為0.0033，每層金屬厚度為13um，金屬導體采用銀；垂直螺旋式電感的金屬線寬為260um，銀通孔的半徑為62.5um，連接第1層和第6層的銀通孔簇是由環繞半徑為250um的8個45度間距排列的銀通孔組成；第1層和第2層間的陶瓷介質厚度為61um，第5、6、7層間的陶瓷介質厚度為37um，其余層間的陶瓷介質厚度為50um。
[0016]如圖3所示，濾波器在工作頻率點0.9GHz為中心的200MHz帶寬內產生大于30dB的回波損耗，分別在二、三次諧波頻率點1.8GHz,2.7GHz為中心的200MHz帶寬內產生大于30dB的插入損耗。
[0017]所述的濾波器采用基于LTCC技術的多層內埋式電容電感，對比已有的采用LTCC技術制作的濾波器，此濾波器在實現了對移動通信中900MHz中心頻率信號的高效諧波抑制的前提下更加有效地減小了結構尺寸，最大尺度縮減到1/60中心頻率對應波長，且中心頻率的插入損耗小，可有效應用于有高集成度要求的移動通信終端中，實現射頻前端的信號諧波抑制。
【主權項】
1.一種移動通信終端LTCC九階諧波抑制濾波器，其特征在于:包括LTCC基板、信號端口 a (I)、信號端口 b (2)、金屬地(3)、內埋式電容電感，其中內埋式電容電感包括五個垂直螺旋式電感 La (4)、Lb (5)、Lc (6)、Ld (7)、Le (8)，兩個 VIC 電容 Ca (9)、Cb (10)和兩個M頂電容Ce (Il)Xd (12);所述LTCC基板為10層，從下到上的第I層是金屬地層(3)，第2、3、4層分布有垂直螺旋式電感La (4)、Lb (5)，第5、6、7層分布有VIC電容Ca (9)、Cb(10)和M頂電容Ce (11)、Cd (12)，第8、9、10層分布有垂直螺旋式電感Lc (6)、Ld (7)、Le (8);層與層之間通過圓柱形銀通孔連接，第6層的電容極板通過圓柱形銀通孔接地；信號端口 a (1)、信號端口 b (2)位于濾波器結構兩端，垂直螺旋式電感La (4)、Lb (5)，VIC電容Ca (9)、Cb (10)，以及M頂電容Ce (Il)Xd (12)的幾何結構分別關于信號端口 a (I)和信號端口 b (2)連線的中垂面鏡像對稱。2.根據權利要求1所述的一種移動通信終端LTCC九階諧波抑制濾波器，其特征在于:所述的信號端口 a (1)、信號端口 b (2)分別與垂直螺旋式電感La (4)、Lb (5)在第2層的一端相接；垂直螺旋式電感La (4)、Lb (5)在第4層的另一端通過銀通孔分別與VIC電容Ca (9)、Cb (10)在第5層的電容極板相接；VIC電容Ca (9)在第7層的極板通過銀通孔與垂直螺旋式電感Lc (6)在第10層的一端相接；VIC電容Cb (10)在第7層的極板通過銀通孔與垂直螺旋式電感Ld (7)在第8層的一端相接；垂直螺旋式電感Lc (6)在第8層的另一端與垂直螺旋式電感Le (8)在第8層的一端相接，并通過銀通孔與M頂電容Ce (11)在第7層的極板相接；垂直螺旋式電感Ld (7)在第10層的另一端與垂直螺旋式電感Le (8)在第10層的一端相接，并通過銀通孔與M頂電容Cd (12)在第7層的極板相接電容Ce (11), Cd (12)在第6層的極板共用，并通過銀通孔簇與第I層的金屬地(3)相接。3.根據權利要求1所述的一種移動通信終端LTCC九階諧波抑制濾波器，其特征在于:所述的濾波器的尺寸為5mm*3mm*0.6mm，最大尺度小于1/60的中心頻率對應波長，采用的LTCC陶瓷介質的相對介電常數為7.5，介質的損耗角正切為0.0033，每層金屬厚度為13um，采用銀；垂直螺旋式電感的金屬線寬為260um，銀通孔的半徑為62.5um，連接第I層和第6層的銀通孔簇是由環繞半徑為250um的8個45度間距排列的銀通孔組成；第I層和第2層間的陶瓷介質厚度為61um，第5、6、7層間的陶瓷介質厚度為37um，其余層間的陶瓷介質厚度為50um。4.根據權利要求1所述的一種移動通信終端LTCC九階諧波抑制濾波器，其特征在于:在工作頻率點0.9GHz為中心的200MHz帶寬內產生大于30dB的回波損耗，分別在二、三次諧波頻率點1.8GHz,2.7GHz為中心的200MHz帶寬內產生大于30dB的插入損耗。5.一種采用如權利要求1-4任一項所述的移動通信終端LTCC九階諧波抑制濾波器的移動通信終端。
【專利摘要】本發明公開了一種移動通信終端LTCC九階諧波抑制濾波器及移動通信終端。濾波器包括信號端口、金屬地、LTCC基板、內埋式垂直螺旋式電感、VIC（垂直直插式電容）和MIM（平板式電容）。本發明在小于1/60中心頻率波長的尺度下，實現了高達九階的濾波器階數，所設計的濾波器具有結構小、工作頻點插入損耗小、諧波頻點抑制度高等優點，適用于有高集成度要求的移動通信終端中，實現射頻前端的信號諧波抑制。
【IPC分類】H03H7/01
【公開號】CN105281698
【申請號】CN201510589497
【發明人】陳偉, 尚永衡, 陳旭斌, 邱僅朋, 王崗, 朱東迪, 郁發新
【申請人】浙江大學
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年9月17日