一种带谐波抑制的类同轴谐振器、射频传输结构及方法与流程

本发明主要涉及微波与毫米波，特别是涉及一种带谐波抑制的类同轴谐振器、射频传输结构及方法。

背景技术：

1、在大多数射频系统中，二次谐波是需要被抑制的信号分量。在通信系统中，功率放大器输出端的二次谐波会与基波通过am-pm效应导致信号畸变，影响信号传输质量，同时发射机二次谐波可能落在其他通信频段造成干扰，而在全双工系统中，发射机的二次谐波落入本机接受频段也会直接阻塞接收链路，导致灵敏度下降。在雷达系统中，抑制二次谐波比普通通信系统更严苛，这直接关系到雷达的探测精度和探测距离，若发射机的二次谐波被天线辐射出去，碰到强目标反射回来，接收机会误以为在谐波频率上存在目标，产生虚警，同时雷达通常共用收发天线，发射信号的二次谐波若通过环形器泄露进入接收机，或直接落入接收频带（如调频连续波雷达），会抬高噪声基底，导致弱目标回波被淹没，有效探测距离大幅缩短。

2、目前常用的谐波抑制技术有滤波器抑制、天线抑制、电路结构抑制等。其中，滤波器抑制是最常用且成熟的技术，通过设计合适的低通、带通或陷波滤波器，可抑制二次谐波，但滤波器在射频系统组件中可能需要占据较大空间且成本较高，在一些小型化低成本应用中受限；天线抑制技术是在发射天线设计中加入滤波或谐波抑制结构，但会增加设计难度和周期；电路结构抑制技术是在芯片设计上加入类似滤波器响应的结构进行谐波抑制，这种方法集成度高但损耗会高于片外器件，会降低整体效率。

3、因此，亟需一种带谐波抑制的类同轴谐振器、htcc射频传输结构及方法。

技术实现思路

1、针对现有的谐波抑制技术占用空间大且设计难度和成本较高的问题，本发明提供一种带谐波抑制的类同轴谐振器、射频传输结构及方法。

2、为达到上述目的，本发明提供了一种带谐波抑制的类同轴谐振器，包括设置于htcc板上表层且位于类同轴传输线外围的金属块等效电容、以及连接在金属块等效电容与类同轴传输线的焊盘之间的若干个键合金丝线等效电感；

3、金属块等效电容与htcc板上表层之间设置有绝缘体，基于功率放大器的射频工作频率，设计金属块等效电容的电容值和键合金丝线等效电感的电感值，使得由金属块等效电容和若干键合金丝线等效电感组成的lc谐振器的目标谐振频率等于功率放大器的工作频率二次谐波，以使得传递至焊盘的二次谐波信号分量经由键合金丝线等效电感传递至金属块等效电容，实现二次谐波对地短路。

4、进一步的，金属块等效电容的电容值和键合金丝线等效电感的电感值的设置方式为：

5、步骤s1：基于功率放大器的射频工作频率，计算功率放大器的工作频率二次谐波，以得到目标谐振频率；

6、步骤s2：基于目标谐振频率，确定金属块等效电容的电容值和键合金丝线等效电感的电感值的积，作为目标值；

7、步骤s3：基于目标值，控制金属块面积以确定金属块等效电容的电容设计值，控制键合金丝线的数量、长度和半径，确定键合金丝线等效电感的电感设计值。

8、进一步的，步骤s2中目标值的计算公式为，其中，，，为功率放大器的射频工作频率，为目标谐振频率，为目标值，为键合金丝线等效电感的电感值，为金属块等效电容的电容值。

9、进一步的，步骤s3包括以下步骤：

10、步骤s3.1：确定金属块面积，结合htcc板介质介电常数和htcc板介质厚度，确定金属块等效电容的电容设计值；

11、步骤s3.2：基于目标值和电容设计值，确定键合金丝线等效电感的电感设计值；

12、步骤s3.3：基于电感设计值，调整键合金丝线的数量、长度和半径。

13、进一步的，步骤s3中电容设计值的计算公式为，式中，为电容设计值，为htcc板介质介电常数，为金属块面积，为htcc板介质厚度；

14、步骤s3中电感设计值的计算公式为，式中，为电感设计值，为键合金丝线的长度，为键合金丝线的半径，为键合金丝线的数量。

15、进一步的，步骤s3包括以下步骤：

16、步骤s3.4：确定键合金丝线的数量、长度和半径，确定键合金丝线等效电感的电感设计值；

17、步骤s3.5：基于目标值和电感设计值，确定金属块等效电容的电容设计值；

18、步骤s3.6：基于电容设计值，调整金属块面积。

19、进一步的，htcc板上表层且位于类同轴传输线外围设置有多个具有隔断的金属块，基于键合金丝线连接的金属块数目来调整金属块等效电容的电容值。

20、本发明还提供一种射频传输结构，其特征在于，包括使用权利要求1至权利要求7中任一项的类同轴谐振器、htcc板、mmic射频芯片、类同轴传输线；

21、mmic射频芯片和类同轴谐振器设置于htcc板上表层，类同轴传输线设置于htcc板内，且类同轴传输线中心的通孔传输线的顶端设置有焊盘，焊盘设置于htcc板上表层；

22、mmic射频芯片含有功率放大器，mmic射频芯片与焊盘之间连接有金丝线，mmic射频芯片发出的射频传输信号经由金丝线传递至焊盘，射频传输信号中的功率放大器二次谐波信号分量经由类同轴谐振器，实现二次谐波对地短路。

23、本发明还提供一种基于类同轴谐振器的射频传输方法，其特征在于，包括以下步骤：

24、步骤1：基于功率放大器的射频工作频率，设计金属块等效电容的电容值和键合金丝线等效电感的电感值，使得由金属块等效电容和若干键合金丝线等效电感组成的lc谐振器的目标谐振频率等于功率放大器的工作频率二次谐波；

25、步骤2：传递至焊盘的二次谐波信号分量经由键合金丝线等效电感传递至金属块等效电容，实现二次谐波对地短路。有益的效果：

26、有益效果：本发明提供一种带谐波抑制的类同轴谐振器、射频传输结构及方法，在芯片装配应用的组件htcc射频传输路径上，加入了带谐波抑制的类同轴谐振器。在类同轴传输线外围通过金属块等效电容和键合金丝线等效电感形成谐振在二次谐波频率处的谐振器，将二次谐波信号短路到地，形成整体系统的二次谐波抑制。本发明中，金属块可以为表层金属，通过绝缘介质置于htcc板上表层，键合金丝线也是系统装配中原本使用的元件，无需引入其他工艺及器件，成本低廉，且将该谐振器融合在射频信号传输路径中，不需要额外的装配空间，对于高集成应用有显著优势，相较于现有技术，本方案的带谐波抑制的类同轴谐振器具有装配简单、成本低及空间小的优势。

1.一种带谐波抑制的类同轴谐振器，其特征在于，包括设置于htcc板上表层且位于类同轴传输线外围的金属块等效电容、以及连接在金属块等效电容与类同轴传输线的焊盘之间的若干个键合金丝线等效电感；

2.根据权利要求1所述的带谐波抑制的类同轴谐振器，其特征在于，金属块等效电容的电容值和键合金丝线等效电感的电感值的设置方式为：

3.根据权利要求2所述的带谐波抑制的类同轴谐振器，其特征在于，步骤s2中目标值的计算公式为，其中，，，为功率放大器的射频工作频率，为目标谐振频率，为目标值，为键合金丝线等效电感的电感值，为金属块等效电容的电容值。

4.根据权利要求2所述的带谐波抑制的类同轴谐振器，其特征在于，步骤s3包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的带谐波抑制的类同轴谐振器，其特征在于，步骤s3中电容设计值的计算公式为，式中，为电容设计值，为htcc板介质介电常数，为金属块面积，为htcc板介质厚度；

6.根据权利要求2所述的带谐波抑制的类同轴谐振器，其特征在于，步骤s3包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的带谐波抑制的类同轴谐振器，其特征在于，htcc板上表层且位于类同轴传输线外围设置有多个具有隔断的金属块，基于键合金丝线连接的金属块数目来调整金属块等效电容的电容值。

8.一种射频传输结构，其特征在于，包括使用权利要求1至权利要求7中任一项的类同轴谐振器、htcc板、mmic射频芯片、类同轴传输线；

9.一种基于类同轴谐振器的射频传输方法，其特征在于，包括以下步骤：