[发明专利]片上二阶带通滤波器及射频无线通信设备

说明书

本发明公开了一种片上二阶带通滤波器及射频无线通信设备，所述滤波器包括从上到下依次设置的第一金属层、第二金属层、极板电容层以及第三金属层，所述第二金属层与极板电容层之间通过金属过孔连接，所述第一金属层上设有第一谐振器、第二谐振器、第一馈电端口和第二馈电端口，所述第一谐振器与第二谐振器对称设置，所述第一馈电端口与第二馈电端口对称设置，第一馈电端口、第一谐振器、第二谐振器和第二馈电端口依次连接；所述射频无线通信设备包括上述的滤波器。本发明的滤波器具有体积小、加工容易、易加工、易于与其他器件集成等优点，能够很好地满足现代通讯系统的要求。

技术领域

本发明涉及一种滤波器，尤其是一种片上二阶带通滤波器及射频无线通信设备，属于无线通信领域。

背景技术

微波滤波器是现代通信系统中发射端和接收端必不可少的器件，它对信号起分离作用，让有用的信号尽可能无衰减的通过，对无用的信号尽可能大的衰减抑制其通过。随着无线通信技术的发展，信号间的频带越来越窄，各种通讯设备的尺寸越来越小，这就对滤波器的规格，可靠性和尺寸大小提出了更高的要求。微带滤波器具有高的频率选择性、低插损、功率容量大、性能稳定，小尺寸，易于集成等优点而具有很高的应用价值。

目前，用于毫米波应用的第五代(5G)通信的单片微波集成电路(MMIC)的设计正在步入一个新时代。传统上，包括无源器件和有源器件在内的高性能MMIC主要在III/V技术中实施，例如砷化镓(GaAs)。近年来，一些突破已经被用于更多地实现这些设备基于成本效益的硅基技术。不同的无源器件，带通滤波器也许是其中之一最不可缺少的设备。因此广泛相关工作已在文献中发表。设计的高性能片上BPF(Berkeley Packet Filter，带通滤波器)是一个非常复杂的问题任务，这涉及几个设计权衡。其中一个基本设计挑战是如何权衡插入损耗，阻带衰减和尺寸这三者。作为硅衬底本质上是“有损的”，从设计的角度来看，最大限度地减少插入损耗的最有效方法是保持最佳状态设计尽可能紧凑。

1980年代IBM为改进Si材料而加入Ge，以便增加电子流的速度，减少耗能及改进功能，却意外成功的结合了Si与Ge。而自98年IBM宣布SiGe迈入量产化阶段后，近两、三年来，SiGe已成了最被重视的无线通信IC制程技术之一。

依材料特性来看，SiGe高频特性良好，材料安全性佳，导热性好，而且制程成熟、整合度高，具成本较低之优势，换言之，SiGe不但可以直接利用半导体现有200mm晶圆制程，达到高集成度，据以创造经济规模，还有媲美GaAs的高速特性。随着近来IDM大厂的投入，SiGe技术已逐步在截止频率(fT)与击穿电压(Breakdown voltage)过低等问题获得改善而日趋实用。

SiGe既拥有硅工艺的集成度、良率和成本优势，又具备第3到第5类半导体(如砷化镓(GaAs)和磷化铟(InP)在速度方面的优点。只要增加金属和介质叠层来降低寄生电容和电感，就可以采用SiGe半导体技术集成高质量无源部件。此外，通过控制锗掺杂还可设计器件随温度的行为变化。SiGe BiCMOS工艺技术几乎与硅半导体超大规模集成电路(VLSI)行业中的所有新技术兼容，包括绝缘体硅(SOI)技术和沟道隔离技术。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供了一种片上二阶带通滤波器，该滤波器具有体积小、加工容易、易加工、易于与其他器件集成等优点，能够很好地满足现代通讯系统的要求。

本发明的另一目的在于提供一种射频无线通信设备。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

片上二阶带通滤波器，包括从上到下依次设置的第一金属层、第二金属层、极板电容层以及第三金属层，所述第二金属层与极板电容层之间通过金属过孔连接，所述第一金属层上设有第一谐振器、第二谐振器、第一馈电端口和第二馈电端口，所述第一谐振器和第二谐振器对称设置，所述第一馈电端口和第二馈电端口对称设置，第一馈电端口、第一谐振器、第二谐振器和第二馈电端口依次连接。