一种抑制二次谐波的滤波电路和Wi-Fi6E模组的制作方法

一种抑制二次谐波的滤波电路和wi-fi6e模组
技术领域
1.本实用新型涉及无线局域网技术领域，尤其涉及一种抑制二次谐波的滤波电路和wi-fi6e模组。


背景技术：

2.为随着无线局域网技术的飞速发展，第6代wi-fi技术的增强版本wi-fi6e已经步入商用。相对于wi-fi6，wi-fi6e技术突出体现在工作频率由5ghz频段扩展到了6ghz频段，信道频宽由80mhz扩展到了160mhz，这使得应用wi-fi6e技术的设备通信速率得到大大提升。但在性能提升的同时，不同设备之间的电磁干扰也愈发严重。为了使设备能在复杂的电磁波环境中正常运行，保证用户的使用体验，电磁兼容(emc，electromagnetic magnetic compatibility)设计也显得尤为重要。
3.在无线设备中，高次谐波抑制是最重要的emc指标之一，在过去wi-fi模组谐波抑制多数依赖于双工器。但wi-fi6e扩展了6ghz到7.2ghz的频段，其二次谐波频段为10ghz到14.4ghz，大多数双工器本身对于这个频段的谐波抑制度较低。


技术实现要素：

4.本实用新型提供了一种抑制二次谐波的滤波电路和wi-fi6e模组，以解决大多数双工器对于wi-fi6e模组的10ghz到14.4ghz的二次谐波的抑制度较低的问题。
5.第一方面，本实用新型提供了一种抑制二次谐波的滤波电路，包括：介质基板以及设置于所述介质基板上的电容c1、电感l1、电容c2、第一引线、第二引线以及第一接地过孔和第二接地过孔，
6.电感l1的第一端与电容c1的第一端连接，电感l1与电容c1的公共节点连接所述滤波电路的输入端，电感l1的第二端与电容c2的第一端连接，电感l1与电容c2的公共节点连接所述滤波电路的输出端；
7.电容c1的第二端经所述第一引线连接到所述第一接地过孔，电容c2的第二端经所述第二引线连接到所述第二接地过孔。
8.第二方面，本实用新型提供了一种wi-fi6e模组，包括：射频芯片、双工器、天线以及如第一方面所述的滤波电路，所述滤波电路的输入端与所述射频芯片连接，所述滤波电路的输出端与所述双工器连接，所述双工器还与所述天线连接。
9.本实用新型实施例提供的一种抑制二次谐波的滤波电路，其特征在于，包括：介质基板以及设置于介质基板上的电容c1、电感l1、电容c2、第一引线、第二引线、第一接地过孔和第二接地过孔，电感l1的第一端与电容c1的第一端连接，电感l1与电容c1的公共节点连接滤波电路的输入端，电感l1的第二端与电容c2的第一端连接，电感l1与电容c2的公共节点连接滤波电路的输出端；电容c1的第二端经第一引线连接到第一接地过孔，电容c2的第二端经第二引线连接到第二接地过孔。通过利用第一引线、第二引线、第一接地过孔以及第二接地过孔带来的寄生电感，代替10ghz以上的高频谐振电路中使用到的小感值电感，实现
了生产上的可行性。通过对电容c1、电感l1和电容c2的值进行组合搭配，可以使得该滤波电路对10ghz到14.4ghz频段，也就是wi-fi6e的5ghz-6ghz频段的二次谐波，抑制度最低能达到-25db，配合双工器的抑制能达到-50db，可有效提升系统的emc指标，提高信号的发射质量；另一方面，利用电容c1、电感l1和电容c2三个分立器件，可以降低成本并且提高成品率，在高度集成的模组设计中有较大优势。
10.应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本实用新型的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本实用新型的范围。本实用新型的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
11.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
12.图1是本实用新型实施例一提供的一种抑制二次谐波的滤波电路结构示意图；
13.图2是本实用新型实施例一提供的一种滤波电路的等效电路图；
14.图3是本实用新型实施例一提供的一种滤波仿真结果示意图；
15.图4是本实用新型实施例二提供的一种wi-fi6e模组的结构示意图。
具体实施方式
16.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
17.实施例一
18.图1为本实用新型实施例一提供的一种抑制二次谐波的滤波电路的结构示意图，如图1所示，抑制二次谐波的滤波电路包括：介质基板以及设置于所述介质基板上的电容c1、电感l1、电容c2、第一引线s1、第二引线s2以及第一接地过孔d1和第二接地过孔d2，
19.电感l1的第一端与电容c1的第一端连接，电感l1与电容c1的公共节点连接所述滤波电路的输入端，电感l1的第二端与电容c2的第一端连接，电感l1与电容c2的公共节点连接所述滤波电路的输出端；
20.电容c1的第二端经所述第一引线s1连接到第一接地过孔d1，电容c2的第二端经所述第二引线s2连接到第二接地过孔d2。
21.在滤波电路用于抑制二次谐波时，滤波电路的输入端连接射频芯片，输出端连接双工器。其中，介质基板是树脂与载体合成的一种片状粘结材料，它承载与粘合着铜箔，也是装贴后元器件的载体。
22.电感可以阻扼高频通过，电容可阻扼低频通过，二者适当组合，就可以过滤各种频率的信号。6ghz的频段的带宽为1.2ghz，因此，6ghz的带宽到达7.2ghz，则5ghz-6ghz的二次
谐波为10ghz-14.4ghz。对于10ghz以上的lc谐振电路，使用到的电感值会非常小，无法用分立器件(电感)来构成谐振电路。因此，本实施例考虑到介质基板上的引线和通孔均自带寄生电感，而寄生电感一般较小，因此可采用引线和通孔产生的寄生电感来代替lc谐振电路所需的电感值。
23.第一引线s1、第一接地过孔d1、第二引线s2、第二接地过孔d2本身都存在着寄生电感，在本实施例的滤波电路中，串联的电感元件的电感值可以叠加，如图2所示，图2为图1所示的滤波电路的等效电路，第一引线s1与第一接地过孔d1串联连接，因此，第一引线s1与第一接地过孔d1的寄生电感等同于电感l2，第二引线s2与第二接地过孔d2串联连接，因此，第二引线s2与第二接地过孔d2的寄生电感等同于电感l3。电容c1、电感l2组成第一陷波电路，电容c2、电感l3组成第二陷波电路。
24.如图3所示，图3为本实施例的滤波电路的一种仿真结果示意图，在图3中，第一陷波电路的陷波点为m1，第二陷波电路的陷波点为m2，l1的大小决定整个陷波电路的陷波深度，从该仿真图可以看出，该滤波电路对10ghz到14.4ghz有-25db的衰减，这是叠加到双工器上去的，可以提供整个系统的谐波抑制度。
25.本实用新型实施例提供的一种抑制二次谐波的滤波电路，其特征在于，包括：介质基板以及设置于介质基板上的电容c1、电感l1、电容c2、第一引线s1、第二引线s2、第一接地过孔d1和第二接地过孔d2，电感l1的第一端与电容c1的第一端连接，电感l1与电容c1的公共节点连接滤波电路的输入端，电感l1的第二端与电容c2的第一端连接，电感l1与电容c2的公共节点连接滤波电路的输出端；电容c1的第二端经第一引线s1连接到第一接地过孔d1，电容c2的第二端经第二引线s2连接到第二接地过孔d2。通过利用第一引线s1、第二引线s2、第一接地过孔d1以及第二接地过孔d2带来的寄生电感，代替10ghz以上的高频谐振电路中使用到的小感值电感，实现了生产上的可行性。通过对电容c1、电感l1和电容c2的值进行组合搭配，可以使得该滤波电路对于10ghz到14.4ghz频段，即wi-fi6e的5ghz-6ghz频段的二次谐波所在频段，抑制度最低能达到-25db，配合双工器的抑制能达到-50db，可有效提升系统的emc指标，提高信号的发射质量；另一方面，利用电容c1、电感l1和电容c2三个分立器件，可以降低成本并且提高成品率，在高度集成的模组设计中有较大优势。
26.在本实用新型的一个可选实施例中，所述第一引线s1、第一接地过孔d1共同产生第一寄生电感，所述第二引线s2、第二接地过孔d2共同产生第二寄生电感。本实用新型的介质基板为1080半固化片的pcb板，对电容c1、电容c2、电感l1的取值，以及对接地过孔的直径与长度有严格规范。其中，示例性地，电感l1的电感值为1nh，电容c1的容值为0.5pf，电容c2的容值为0.4pf，所述第一寄生电感为0.5nh，所述第二寄生电感为0.3nh。第一寄生电感、第二寄生电感的值可根据仿真得到。
27.两个接地过孔的寄生电感的计算如下：
28.过孔的电感计算公式为：
29.可以看出，过孔的直径对电感的影响较小，而介质基板上的过孔的长度对电感影响较大，在1080pp片下，接地过孔的长度为h＝0.0075cm，接地过孔的中心直径d＝0.01cm，则一个接地过孔的电感为0.03nh。即，第一接地过孔d1、第二接地过孔d2的寄生电感均为0.03nh。
30.其中，接地过孔的长度即为介质基板的厚度。
31.第一寄生电感为0.5nh，则第一引线s1的寄生电感值应设置为0.47nh，第二寄生电感为0.3nh，则第二引线s2的寄生电感值应设置为0.27nh。
32.两条接地的引线的寄生电感的计算如下：
33.引线的电感计算公式为：l＝2l*(in(2l/w) 0.5 0.2235*w/l)
34.其中，其中l为引线的长度，w为引线的宽度，在1080pp片下50欧姆微带线为w＝5mil宽度，再将第一引线s1、第二引线s2的寄生电感分别代入该公式中，计算出来第一引线s1长度约为35mil，第二引线s2长度约为15mil。
35.在本实用新型的一个可选实施例中，电感l1为平面螺旋电感。
36.在本实用新型的一个可选实施例中，所述介质基板上设置有金属盘，电容c1、电感l1和电容c2通过所述金属盘连接到所述介质基板上。
37.实施例二
38.图4为本实用新型实施例二提供的一种wi-fi6e模组的示意图，如图4所示，该wi-fi6e模组包括：射频芯片、双工器、天线以及如实施例一所述的滤波电路，所述滤波电路的输入端与所述射频芯片连接，所述滤波电路的输出端与所述双工器连接，所述双工器还与所述天线连接，天线用于收发信号。其中，滤波电路包括介质基板，射频芯片、双工器可以设置在介质基板上。
39.在本实施例的一个可选实施例中，所述射频芯片的发射频段包括5g和6g频段，即射频芯片、滤波器、双工器与天线依次连接，5g和6g频段的信号经滤波电路和双工器处理后再经天线发出，对5g和6g频段的信号的二次谐波起到了抑制作用。
40.在本实施例的一个可选实施例中，所述射频芯片还包括2.4g接口，所述射频芯片的发射频段包括2.4g频段，2.4g接口与双工器连接。
41.本实用新型实施例所提供的滤波电路为实施例一中的滤波电路，具备与实施例一所述的滤波电路相应的功能模块和有益效果。
42.应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本实用新型中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本实用新型的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
43.上述具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型保护范围之内。