超宽带四通道开关滤波器的设计

张 斌 李 磊 王元源 马云柱 张国强 潘龙飞

(西安电子工程研究所 西安 710100)

0 引言

在射频/微波系统中需要把信号频谱进行恰当的分离，完成这一功能的部件就是滤波器。电磁波频谱是有限的，需要按照应用加以分配，而滤波器不但可以用来限定大功率发射机在规定频段内辐射，反过来还能够用来抑制接收机工作频段外的干扰[1]。

在微波电路设计中，通常放大器的二次谐波抑制只有20 dBc左右，为了满足特定的谐波抑制指标，必须额外增加滤波器抑制谐波。当放大电路工作频带超过1个倍频程时,通带低频点的二次谐波就会落在工作带宽以内，此时不得不采用分段滤波的方式来保证宽带范围内的谐波抑制[2]。由此就产生了开关滤波器。

随着半导体技术的快速发展，以化合物半导体GaAs为衬底的，单片微波集成电路(MMIC)是当今高集成度、小型化、低成本和多功能设计的主要研究方向[3]。本设计以实际项目需求为背景，基于国内某代工厂的GaAs ED工艺线，设计并流片完成了一款6GHz～20GHz的四通道开关滤波器芯片。

1 开关滤波器的基本组成

开关滤波器的组成如图1所示，由输入/输出端两个单刀四掷开关(SP4T)、四个不同频段的带通滤波器组成，集成在以GaAs为衬底的芯片上。理想的带通滤波器应该有一个完全平坦的通带，并且在通带内没有放大或者衰减，同时在通带以外的所有频率完全被衰减掉[4]。本次设计的开关滤波器四个通带频段分别为6GHz～9.6GHz、9GHz～12.6GHz、11.8GHz～15.6GHz和14.6 GHz～20GHz。

图1 开关滤波器的结构组成