[发明专利]基于半集总拓扑的可重构带通滤波器芯片及其设计方法

说明书

本发明涉及基于半集总拓扑的可重构带通滤波器芯片及其设计方法。芯片包括半集总拓扑、GaAs FET管拓扑、输入端PAD和输出端PAD。半集总拓扑包括依次串联连接的第一串联耦合电容、第二串联耦合电容、第三串联耦合电容、第四串联耦合电容、并联在第一串联耦合电容和第二串联耦合电容之间的节点上的第一组半集总谐振器、并联在第二串联耦合电容与第三串联耦合电容之间的节点上的第二组半集总谐振器以及并联在第三串联耦合电容与第四串联耦合电容之间的节点上的第三组半集总谐振器。本发明能够解决现有技术中存在的良好的可重构性能必须牺牲滤波器尺寸的难题，在保持可重构滤波器良好性能的同时，尽可能地实现高度集成化。

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，具体涉及一种基于半集总拓扑的可重构带通滤波器芯片及其设计方法。

背景技术

随着现代天线通信系统的飞速发展，频谱拥挤的矛盾日益突出。由于手持便携设备的普及，接收机向小型化和集成化发展，多种通信指标并存的情况日益明显。现在的便携设备需要能够适应不同频段的移动通信。传统做法是设计多个接收机，他们共用天线，每个接收机通过一个滤波器来选择信号，然后通过开关来进行频带之间的切换。但是这样的设计需要较多的开关和滤波器。然而可调滤波器的出现，为这个难题提供了一个很好的解决办法，通过在通信设备中添加频率可调滤波器，可以实现对不同频率信号的接收。可调滤波器具有中心频率可调、通带带宽可调和传输零点可调等功能。可以根据系统要求指标，通过外部控制电路进行相应的改变，其频率和带宽对于整个系统具有很好的灵活性，同时可以有效的减少接收机中使用的滤波器数量、系统损耗和整体费用，很好的适应了天线通信系统的发展要求。对于集成在微带线结构上的微带可调滤波器，因其拥有加工工艺方便快捷、设计成本低和性能好等特点，逐渐成为微波领域的研究热点。微带可调滤波器尺寸的大小和性能的好坏将对未来通信设备发展起到关键性影响。

微波滤波器作为无线通讯系统中的核心组成器件，在射频通信链路中起着频带选择即滤出带外信号的作用。在发射链路中它可以提高发射机的邻道功率抑制比，减少对其他通信接收设备的干扰。在接收链路中，一个性能优良的滤波器在超外差结构的接收机中可以抑制镜频信号和其他频带的杂波，在满足最小的接收信噪比前提下，提高接收系统的抗干扰性能。伴随着现阶段无线通讯技术的迅猛发展，微波滤波器也迎来了巨大的挑战，系统尺寸越来越小，给滤波器留下的空间也随之减小。尤其是现在的移动通信系统覆盖了越来越多的频段，以至于滤波器的数量成倍的增加。在这种情况下，如何实现滤波器的小型化以及电可调特性逐渐引起了人们的重视。电可调滤波器一般是将有源射频开关或者变容二极管，射频微机电系统等基础元件集成在无源微波滤波器中。通过改变可调器件的属性进而影响滤波器的频率选择特性，从而实现微波滤波器的电可调特性。然而，可调滤波器被认为可以在降低微波系统复杂性的同时实现多个频带的切换能力。但是，传统的可调滤波器是采用印刷电路板(PCB)处理设计的，这会使电路尺寸太大而无法实现电路系统集成。

因此，如何在保持可重构滤波器的良好性能的同时尽可能地实现高度集成化已经成为急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于半集总拓扑的可重构带通滤波器芯片及其设计方法，该可重构带通滤波器芯片及其设计方法能够解决现有技术中存在的良好的可重构性能必须牺牲滤波器尺寸的难题，在保持可重构滤波器良好性能的同时，尽可能地实现高度集成化。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

基于半集总拓扑的可重构带通滤波器芯片，包括半集总拓扑、GaAs FET管拓扑、输入端PAD和输出端PAD。