移动通信终端ltcc九阶谐波抑制滤波器及移动通信终端的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种移动通信终端LTCC九阶谐波抑制滤波器，适用于移动通信终端中射频前端的信号谐波抑制。
【背景技术】
[0002]滤波器是目前集成电路中非常重要的器件之一，可用于实现对输入信号中有效频段内信号的提取，滤除干扰信号，其特性对通信系统的性能会产生很大的影响。随着通信系统的飞速发展，对信号谐波抑制等滤波特性的要求不断提高，且在移动终端中，对滤波器小型化的要求也不断提高。
[0003]LTCC (低温共烧陶瓷)技术通过将多个单层陶瓷基板在垂直方向上进行叠压，并在850?900°C温度下烧结，从而制成三维的高密度电路，大大减小电路尺寸。可在多层陶瓷基板中同时埋置多个电路部件(如电阻、低容值电容、阻抗转换器、滤波器、耦合器等)。
【发明内容】
[0004]为了实现小型化、高集成以及克服移动通信终端中射频前端的信号谐波抑制，本发明提出了一种移动通信终端LTCC九阶谐波抑制滤波器及移动通信终端。
[0005]该移动通信终端LTCC九阶谐波抑制滤波器，包括信号端口 a、信号端口 b、金属地、内埋式电容电感(一般为银材质)。其中内埋式电容电感包括五个垂直螺旋式电感La、Lb、Lc、Ld、Le，两个VIC电容Ca、Cb和两个Μ頂电容Cc、Cd ；10层LTCC基板从下到上的第1层是金属地层，2、3、4层分布有垂直螺旋式电感La、Lb，5、6、7层分布有VIC电容Ca、Cb和Μ頂电容Cc、Cd，8、9、10层分布有垂直螺旋式电感Lc、Ld、Le ;层与层之间通过圆柱形银通孔连接，第6层的电容极板通过圆柱形银通孔接地；信号端口 a、信号端口 b位于滤波器结构两端，分布在2、3、4层的垂直螺旋式电感La、Lb，VIC电容Ca、Cb和Μ頂电容Cc、Cd的几何结构均关于信号端口 a和信号端口 b连线的中垂面镜像对称。
[0006]信号端口 a、信号端口 b分别与垂直螺旋式电感La、Lb在第2层的一端相接；垂直螺旋式电感La、Lb在第4层的另一端通过银通孔分别与VIC电容Ca、Cb在第5层的电容极板相接；VIC电容Ca在第7层的极板通过银通孔与垂直螺旋式电感Lc在第10层的一端相接；VIC电容Cb在第7层的极板通过银通孔与垂直螺旋式电感Ld在第8层的一端相接；垂直螺旋式电感Lc在第8层的另一端与垂直螺旋式电感Le在第8层的一端相接，并通过银通孔与Μ頂电容Cc在第7层的极板相接；垂直螺旋式电感Ld在第10层的另一端与垂直螺旋式电感Le在第10层的一端相接，并通过银通孔与Μ頂电容Cd在第7层的极板相接；MIM电容Cc、Cd在第6层的极板共用，并通过银通孔簇与第1层的金属地相接。
[0007]整个滤波器的尺寸为5mm*3mm*0.6mm，采用的LTCC陶瓷介质的相对介电常数为7.5，介质的损耗角正切为0.0033，每层金属厚度为13um，金属导体采用银；垂直螺旋式电感的金属线宽为260um，银通孔的半径为62.5um，连接第1层和第6层的银通孔簇是由环绕半径为250um的8个45度间距排列的银通孔组成；第1层和第2层间的陶瓷介质厚度为61um，第5、6、7层间的陶瓷介质厚度为37um，其余层间的陶瓷介质厚度为50um。
[0008]滤波器在工作频率点0.9GHz为中心的200MHz带宽内产生大于30dB的回波损耗，分别在二、三次谐波频率点1.8GHz,2.7GHz为中心的200MHz带宽内产生大于30dB的插入损耗。
[0009]—种采用所述的移动通信终端LTCC九阶谐波抑制滤波器的移动通信终端。
[0010]本发明的有益效果在于:第一、所述的滤波器采用基于LTCC技术的多层内埋式电容电感，有效地减小了结构尺寸，在最大尺度小于1/60的中心频率对应波长的同时，实现了高达九阶的滤波器阶数，可应用于有高集成度要求的移动通信终端中；第二、所述的滤波器实现了对移动通信中900MHz中心频率信号的高效谐波抑制，且中心频率的插入损耗小。
【附图说明】
[0011]图1是LTCC九阶谐波抑制滤波器的整体结构示意图；
图2是LTCC九阶谐波抑制滤波器的主视图；
图3是LTCC九阶谐波抑制滤波器的S参数曲线图；
附图标记说明:1、信号端口 a ;2、信号端口 b ;3、金属地；4、5、6、7、8分别为螺旋式电感La、Lb、Lc、Ld、Le ;9、10 分别为 VIC 电容 Ca、Cb ;11、12 分别为 MIM 电容 Cc、Cd。
具体实施方案
[0012]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
[0013]如图1和图2所示，一种移动通信终端LTCC九阶谐波抑制滤波器，包括信号端口a 1、信号端口 b 2、金属地3、银的内埋式电容电感。其中银的内埋式电容电感包括五个垂直螺旋式电感La 4、Lb 5、Lc 6、Ld 7、Le 8，两个VIC电容Ca 9、Cb 10和两个M頂电容Ccll、Cd 12 ; 10层LTCC基板从下到上的第1层是金属地层3，2、3、4层分布有垂直螺旋式电感 La 4、Lb 5，5、6、7 层分布有 VIC 电容 Ca 9、Cb 10 和 Μ頂电容 Cc 11、Cd 12，8、9、10 层分布有垂直螺旋式电感Lc 6、Ld 7、Le 8 ;层与层之间通过圆柱形银通孔连接，第6层的电容极板通过圆柱形银通孔接地；信号端口 a 1、信号端口 b 2位于滤波器结构两端，分布在2、3、4层的垂直螺旋式电感La 4、Lb 5，VIC电容Ca 9、Cb 10，以及M頂电容Cc 11、Cd 12的三对几何结构分别关于信号端口a 1和信号端口b 2连线的中垂面镜像对称。
[0014]信号端口 a 1、信号端口 b 2分别与垂直螺旋式电感La 4、Lb 5在第2层的一端相接；垂直螺旋式电感La 4、Lb 5在第4层的另一端通过银通孔分别与VIC电容Ca 9、Cb10在第5层的电容极板相接；VIC电容Ca 9在第7层的极板通过银通孔与垂直螺旋式电感Lc 6在第10层的一端相接；VIC电容Cb 10在第7层的极板通过银通孔与垂直螺旋式电感Ld 7在第8层的一端相接；垂直螺旋式电感Lc 6在第8层的另一端与垂直螺旋式电感Le8在第8层的一端相接，并通过银通孔与Μ頂电容Cc 11在第7层的极板相接；垂直螺旋式电感Ld 7在第10层的另一端与垂直螺旋式电感Le 8在第10层的一端相接，并通过银通孔与Μ頂电容Cd 12在第7层的极板相接;Μ頂电容Cc ll、Cd 12在第6层的极板共用，并通过银通孔簇与第1层的金属地3相接。
[0015]整个滤波器的尺寸为5mm*3mm*0.6mm，采用的LTCC陶瓷介质的相对介电常数为7.5，介质的损耗角正切为0.0033，每层金属厚度为13um，金属导体采用银；垂直螺旋式电感的金属线宽为260um，银通孔的半径为62.5um，连接第1层和第6层的银通孔簇是由环绕半径为250um的8个45度间距排列的银通孔组成；第1层和第2层间的陶瓷介质厚度为61um，第5、6、7层间的陶瓷介质厚度为37um，其余层间的陶瓷介质厚度为50um。
[0016]如图3所示，滤波器在工作频率点0.9GHz为中心的200MHz带宽内产生大于30dB的回波损耗，分别在二、三次谐波频率点1.8GHz,2.7GHz为中心的200MHz带宽内产生大于30dB的插入损耗。
[0017]所述的滤波器采用基于LTCC技术的多层内埋式电容电感，对比已有的采用LTCC技术制作的滤波器，此滤波器在实现了对移动通信中900MHz中心频率信号的高效谐波抑制的前提下更加有效地减小了结构尺寸，最大尺度缩减到1/60中心频率对应波长，且中心频率的插入损耗小，可有效应用于有高集成度要求的移动通信终端中，实现射频前端的信号谐波抑制。
【主权项】
1.一种移动通信终端LTCC九阶谐波抑制滤波器，其特征在于:包括LTCC基板、信号端口 a (I)、信号端口 b (2)、金属地(3)、内埋式电容电感，其中内埋式电容电感包括五个垂直螺旋式电感 La (4)、Lb (5)、Lc (6)、Ld (7)、Le (8)，两个 VIC 电容 Ca (9)、Cb (10)和两个M頂电容Ce (Il)Xd (12);所述LTCC基板为10层，从下到上的第I层是金属地层(3)，第2、3、4层分布有垂直螺旋式电感La (4)、Lb (5)，第5、6、7层分布有VIC电容Ca (9)、Cb(10)和M頂电容Ce (11)、Cd (12)，第8、9、10层分布有垂直螺旋式电感Lc (6)、Ld (7)、Le (8);层与层之间通过圆柱形银通孔连接，第6层的电容极板通过圆柱形银通孔接地；信号端口 a (1)、信号端口 b (2)位于滤波器结构两端，垂直螺旋式电感La (4)、Lb (5)，VIC电容Ca (9)、Cb (10)，以及M頂电容Ce (Il)Xd (12)的几何结构分别关于信号端口 a (I)和信号端口 b (2)连线的中垂面镜像对称。2.根据权利要求1所述的一种移动通信终端LTCC九阶谐波抑制滤波器，其特征在于:所述的信号端口 a (1)、信号端口 b (2)分别与垂直螺旋式电感La (4)、Lb (5)在第2层的一端相接；垂直螺旋式电感La (4)、Lb (5)在第4层的另一端通过银通孔分别与VIC电容Ca (9)、Cb (10)在第5层的电容极板相接；VIC电容Ca (9)在第7层的极板通过银通孔与垂直螺旋式电感Lc (6)在第10层的一端相接；VIC电容Cb (10)在第7层的极板通过银通孔与垂直螺旋式电感Ld (7)在第8层的一端相接；垂直螺旋式电感Lc (6)在第8层的另一端与垂直螺旋式电感Le (8)在第8层的一端相接，并通过银通孔与M頂电容Ce (11)在第7层的极板相接；垂直螺旋式电感Ld (7)在第10层的另一端与垂直螺旋式电感Le (8)在第10层的一端相接，并通过银通孔与M頂电容Cd (12)在第7层的极板相接电容Ce (11), Cd (12)在第6层的极板共用，并通过银通孔簇与第I层的金属地(3)相接。3.根据权利要求1所述的一种移动通信终端LTCC九阶谐波抑制滤波器，其特征在于:所述的滤波器的尺寸为5mm*3mm*0.6mm，最大尺度小于1/60的中心频率对应波长，采用的LTCC陶瓷介质的相对介电常数为7.5，介质的损耗角正切为0.0033，每层金属厚度为13um，采用银；垂直螺旋式电感的金属线宽为260um，银通孔的半径为62.5um，连接第I层和第6层的银通孔簇是由环绕半径为250um的8个45度间距排列的银通孔组成；第I层和第2层间的陶瓷介质厚度为61um，第5、6、7层间的陶瓷介质厚度为37um，其余层间的陶瓷介质厚度为50um。4.根据权利要求1所述的一种移动通信终端LTCC九阶谐波抑制滤波器，其特征在于:在工作频率点0.9GHz为中心的200MHz带宽内产生大于30dB的回波损耗，分别在二、三次谐波频率点1.8GHz,2.7GHz为中心的200MHz带宽内产生大于30dB的插入损耗。5.一种采用如权利要求1-4任一项所述的移动通信终端LTCC九阶谐波抑制滤波器的移动通信终端。
【专利摘要】本发明公开了一种移动通信终端LTCC九阶谐波抑制滤波器及移动通信终端。滤波器包括信号端口、金属地、LTCC基板、内埋式垂直螺旋式电感、VIC（垂直直插式电容）和MIM（平板式电容）。本发明在小于1/60中心频率波长的尺度下，实现了高达九阶的滤波器阶数，所设计的滤波器具有结构小、工作频点插入损耗小、谐波频点抑制度高等优点，适用于有高集成度要求的移动通信终端中，实现射频前端的信号谐波抑制。
【IPC分类】H03H7/01
【公开号】CN105281698
【申请号】CN201510589497
【发明人】陈伟, 尚永衡, 陈旭斌, 邱仅朋, 王岗, 朱东迪, 郁发新
【申请人】浙江大学
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年9月17日