基于IPD技术的集总参数无反射滤波器的研究与设计

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随着5G通信技术的到来,滤波器小型化、高性能和高集成度是大势所趋。传统滤波器的阻带信号会反射回系统,对系统造成毁灭性的影响。为了防止传统滤波器的阻带信号反射对系统造成不必要的电磁干扰,提高系统的电磁兼容性和可靠性。本文提出一种无反射滤波器,该无反射滤波器是利用电阻将阻带的信号吸收掉,然后以热能的形式消散掉,不让其反射回系统,因此无反射滤波器也叫吸收式滤波器。集成无源器件(Integrated Passive Device,IPD)技术,凭借其低成本、高性能、高集成度、小型化等优势,与无反射滤波器结合,可以设计出性能优良的滤波器芯片。本文基于IPD技术,结合无反射滤波器的研究背景,对无反射滤波器进行研究与设计。本文IPD技术是在半导体基板之上,利用金属及介质进行三维电路的布局,从而实现三维集成电路的设计。本文首先在已有的无反射滤波器拓扑结构基础之上,进行复合、频率变换和级联等研究,并利用IPD技术在HFSS软件中进行三维电磁场仿真验证,并加工部分实物对其进行验证,仿真与实测S曲线保持高度一致性,验证该无反射滤波器模型结构和工程设计的正确性。进一步提出一种新型无反射滤波器拓扑结构,并基于IPD技术对三阶无反射低通滤波器进行三维电磁场建模仿真验证,进一步进行级联验证。基于新型结构,进行频率变换,设计出一款应用在5G中心频率为3.9GHz的无反射带通滤波器,并对该两款无反射滤波器进行流片加工,仿真与实测S曲线保持高度一致性,验证新型无反射滤波器结构和工程设计的正确性。
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