本文將描述利用低溫共燒陶瓷製程(low-temperature cofired ceramics;LTCC)設計差動帶通濾波器(BPF),設計頻段依據IEEE802.11a、b或 g的規格,在2.4GHz與5.2GHz。由於在無線通訊網路及個人通訊網路的架構設計中,如(圖一),在接收端需要平衡到非平衡轉換器(BALUN)將差動的低雜訊放大器(Low Noise Amplifier;LNA)與單端的BPF相連接,而在傳送端中,若是放大器(Power Amplifier;PA)設計為雙端時也是如此,所以設計BPF可以省去BALUN的元件,並且差動設計可以提昇整體效能,並降低同模雜訊干擾。在設計新的BPF中採用LTCC的製程,其主要原因在於此基材有高品質(high Q)特性以及低插入損失(low insertion loss)。
設計動機及架構
由於平衡式的傳輸線在電路的結構、對雜訊的抵抗能力及受基板影響程度較低等特性上,相較於單端傳輸線如微帶線的非平衡式傳輸線,具有相當的優勢,故在目前市面所見之無線區域網路晶片組,大多已採用平衡的輸入端點,以圖一為例,在兩個頻段的接收路徑上之LNA,都已採用平衡的輸入端點。然而整個收發路徑從天線、收發開關及濾波器等,一般仍使用單端的的非平衡式傳輸線作為輸出、輸入的傳輸線。為了要轉換平衡與非平衡間訊號,在LNA之前需要一個BALUN,將單端訊號轉為平衡訊號才能進入放大器。但由天線的觀點,許多天線,如偶極天線(dipole antenna)、環型天線(loop antenna)及微帶天線(patch antenna)等可以很容易作成對稱平衡式輸入的天線,所以為配合IC的設計將由天線開始的整個接收/發射路徑均使用平衡式的傳輸線結構,是一個自然的方式,也可以省下BALUN所造成的損耗及所佔用的面積。
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