一种可调片上毫米波带阻滤波器

1.本发明涉及滤波器技术领域，具体而言，涉及一种可调片上毫米波带阻滤波器。


背景技术：

2.为防止射频电路通信系统的相互干扰，抑制电路中某些干扰信号，常采用滤波器来阻断某些频率段的信号。对于需要传输的信号，需要尽可能减小它的衰减，使它通过。对于干扰信号、噪声和杂散信号，则抑制它们通过，带阻滤波器可以用来抑制这些信号，尤其是对于特别强干扰信号，带阻滤波器可以提供非常高的衰减。
3.不同的应用场景，对带阻滤波器的性能的需求也是不同的。在某些频段内，对有用的信号衰减小，则需要插入损耗尽可能低的带阻滤波器；有的应用场景需要带阻滤波器的阻带带宽也提出了要求，阻带带宽太宽会滤除掉有用信号，阻带带宽太窄则不能滤除所有的干扰信号。另一方面，随着移动通信的功能部件集成度要求的不断提高，各元件面积占有率也受到极大的限制，因此小面积，可调片上带阻滤波器显得尤为必要。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
5.为此，本发明的目的在于提出一种小型化的可调片上毫米波带阻滤波器。
6.为了实现上述目的，本发明的技术方案提供了一种可调片上毫米波带阻滤波器，包括：第一曲折线、第二曲折线以及接地环；
7.所述第一曲折线为四指首尾相连的结构，包括：相互平行的第一指、第二指、第三指以及第四指，其中滤波器的输入端与第一指的中间点相连，滤波器的输出端与第四指的中间点相连，第一指和第四指宽度相等，且窄于第二指和第三指，第二指和第三指宽度相等；
8.所述第二曲折线位于第一曲折线的下层，且与第一曲折线与物理尺寸相同，四个指的方向相反，通过耦合的方式进行能量传输；
9.所述接地环围绕在第一曲折线和第二曲折线结构外，通过预设层金属层堆叠的方式实现。
10.进一步地，所述第一曲折线由顶层金属从tm2层构成，第二曲折线由第二层金属层tm1层构成；
11.所述输入输出馈线由顶层金属从tm2层构成。
12.进一步地，所述第一指和第二指与接地环的距离范围为1-5微米，通过调节第二指和第三值的宽度以及接地环的距离调整对地电容的电容值。
13.进一步地，所述第一值和第四指的宽度为2-3微米，所述第一指与第二指以及第三指与第四指之间的距离为14微米。
14.进一步地，各个指的长度l为21-28微米，第二指与第三指的宽度为16-26微米。
15.本发明的有益效果：
16.本发明提供的一种可调片上毫米波带阻滤波器第一曲折线与第二曲折线与接地环的距离很近，可以产生足够的对地电容，不需要额外的电容即可产生谐振，通过第一曲折线与第二曲折线的参数即可控制第一曲折线与第二曲折线的耦合强度，从而控制带阻滤波器的阻带宽度和阻带衰减程度。当两个notch距离较近时，阻带衰减的程度较大，阻带频带宽度较窄。当两个notch距离较远时，阻带衰减的程度较小，阻带频带宽度较宽。
17.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
18.图1为本发明的一种可调片上毫米波带阻滤波器的结构示意图；
19.图2为本发明一种可调片上毫米波带阻滤波器tm2层结构示意图；
20.图3为本发明一种可调片上毫米波带阻滤波器tm1层结构示意图；
21.图4为本发明一种可调片上毫米波带阻滤波器改变l对两个notch的影响；
22.图5为本发明一种可调片上毫米波带阻滤波器改变w对两个notch的影响；
23.图6为本发明一种可调片上毫米波带阻滤波器em仿真结果和滤波器的实际测试结果的对比曲线图。
具体实施方式
24.为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
25.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不限于下面公开的具体实施例的限制。
26.图1示出了本发明的一种可调片上毫米波带阻滤波器的结构示意图。如图1所示，一种可调片上毫米波带阻滤波器，包括第一曲折线、第二曲折线以及接地环。具体的，第一曲折线为四指首位相连的结构，包括：相互平行的第一指4、第二指5、第三指6以及第四指7，其中滤波器的输入端与第一指的中间点相连，滤波器的输出端与第四指的中间点相连，第一指和第四指宽度相等，且窄于第二指和第三指，第二指和第三指宽度相等。第一指与第二指一端连接，第二指的另一端与同侧的第三指的一端连接，第三指的另一端与第四指连接。
27.第一指与第二指的连接端与第一指的宽度一致，第二指与第三指的连接端与第二指或第三指相同，第三指与第四指之间的连接端与第四指相同
28.带阻滤波器的输入端与第一指的中间点相连，输出与第四指的中间点相连，其中，第一指和第四指宽度相等较窄于第二指和第三指，第二指和第三指宽度相等；第二曲折线与第一曲折线物理尺寸相同，方向相反，
29.接地环围绕在第一曲折线和第二曲折线结构外，通过预设层金属层堆叠的方式实现。
30.第一曲折线由顶层金属从tm2层构成，第二曲折线由第二层金属层tm1层构成；输入输出馈线由顶层金属从tm2层构成。
31.第一指和第四指与接地环的距离范围为1-5微米，距离很近，通过调节第二指和第三值的宽度以及接地环的距离调整对地电容的电容值。
32.第一值和第四指的宽度为2-3微米，第一指与第二指以及第三指与第四指之间的距离为14微米。
33.各个指的长度l为21-28微米，第二指与第三指的宽度为16-26微米。
34.如图2、图3所示，第一曲折线在tm2层实现，第二曲折线在tm1层实现，第二曲折线与第一曲折线通过耦合的方式进行能量传输未有连接；接地环围绕在第一曲折线和第二曲折线结构外，通过预设层金属层堆叠的方式实现。
35.图4为改变第一曲折线和第二曲折线的长度l，对两个notch的影响。图5为改变第一曲折线和第二曲折线的宽度，即第一曲折线与第二曲折线与接地环的距离对两个notch的影响。通过调节w和l的尺寸，可以调整第一曲折线和第二曲折线与接地环距离，产生所需的对地电容，因此本发明不需要额外的电容即可产生谐振，有效的减少芯片的面积。控制第一曲折线与第二曲折线的w和l，本质上是可控制第一曲折线与第二曲折线的耦合强度，从而控制带阻滤波器的两个notch，并可以调节带阻滤波器的阻带特性。如图4、图5所示，当两个notch距离较近时，阻带衰减的程度较大，阻带频带宽度较窄。当两个notch距离较远时，阻带衰减的程度较小，阻带频带宽度较宽。
36.如图6所示，利用keysight公司的矢量网络分析仪e8361a和formfactor公司的100μm间距(gsg)波导无限探头，在1至100ghz的晶圆上使用g-s-g探针进行测量。测量的中心频率和em模拟的中心频率约出现在73ghz。电磁仿真表明，在65-76ghz范围内，实现了大于-20db的阻带衰减，测试结果与电磁仿真结果几乎一致，因此电磁仿真结果与实测结果在频率响应方面有合理的一致性。电磁模拟和测量结果之间的微小差异主要是由于g-s-g焊盘和测试环境造成的，电磁模拟中不包括这些因素过程。
37.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。