[发明专利]一种可变换类别与可调频的宽带滤波器的设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种以有限宽度背面导体共面波导结构来设计滤波器的设计 方法，尤指一种可变换类别与可调频的宽带滤波器的设计方法。

背景技术

随着电讯业的快速发展，各种不同的电讯产品，如手机、无线网络(WiFi， WiMAX)、无线识别(RFID)、数字电视等，在收发所使用的频段与规格上，因不 同国别与不同标准，互有差异。随着产品技术的发展，研发与业界正朝着功能整 合的方向迈进。在此趋势中，用在选择或阻断特定频率的可调频宽带滤波器是关 键性的电子组件的一。此类电讯产品随着可携式无线产品的大量需求的趋势，朝 着短小轻薄的微型化方向发展。

滤波器微型化随着系统包装化(System On Package，SOP)与系统芯片化 (System On Circuit，SOC)的趋势，在设计上有有不同的发展。在系统包装化方面， 新一代的滤波器及其它主动与被动组件，如集成电路与天线整合在低温或高温共 烧陶瓷(LTCC)包装内。在系统芯片化方面，主动式的滤波器随着高Q值芯片电感 研发，稳定发展(参见 W.Kuhn，etal“DynamicRangePerformanceofOn-ChipRFBandpassFilter”，IEEETrans.O nCircuitsandSystems，Vol.50，No.10，Oct2003，pp.685-694)。

近年来，微型化的努力应用光能隙(Photonic Band Gap，PBG)或电磁能隙 (Electromagnetic Band Gap，EBG)在基板上以周期性结构设计带通与带阻的频段， 或用以抑制高次谐波(参见 Y.Qian，V.Radisic，andT.Itoh，“Simulationandexperimentofphotonicband-gapstructuresf ormicrostripcircuits”，Asia-PacificMicrowaveConf.，HongKong，Dec.1997，pp.585-588)。 另有以缺陷接地结构(Defected Ground Structure，DGS)(参见 C.Kim，etal，“ANovell-Dperiodicdefectedgroundstructureforplanarcircuits”，Microwave andGuidedWaveLetters，Vol.10，Issue4，April2000，pp.131-133)产生接地共振腔，加上 与传输间的耦合效果，部分共振频率的能量便被接地层所吸收，形成带阻(Band Stop)的效果。

微型化却无直接满足可变换类别与可调频宽带滤波器的新需求。本发明采取 微型化技术以新的结构与设计方法以达成此宽带可换类别与可调频滤波器的功 能。本发明所参考的背景技术为：

有限宽度背面导体的共面波导。

连接孔洞(Via Holes)。

开关装置(如PIN二极管、FET晶体管、薄膜晶体管、微机电MEMS等)。

共面波导由C.P.Wen在1969提出后，因为可以应用在微波集成电路(MMIC) 信号的馈入与传导，受到重视与广泛研发。例如本案发明人在1990设计以共面波 导馈入高频与宽带微带天线(参见D.Ni，etal，“Millimeter-Wave Generationand Characterization of a Ga As FET by Optical Mixing”，IEEE Tran.On Microwave Theory and Techniques，Vol.38，No.5，May，1990，pp.608-614)。一般集成电路芯片都焊 在有限体积的金属与介电质包装内，所以有限宽度背面导体的共面波导受到详细 的研究。例如下列研究论文：

M.Riaziat，I.Feng，R.Majidi-Ahy，and B.Auld，“Single-Mode Operation of Coplanar Waveguides”，Electronic Letters，Nov.19，1987，Vol.23，No.24，pp.1281-1283；