Миниатюрный внутрикристальный полосно-пропускающий фильтр с несколькими нулями передачи на основе трансформатора с переплетёнными обмотками

В данной работе предложен миниатюрный внутрикристальный полосно-пропускающий фильтр (BPF) с несколькими нулями передачи (TZ) на основе технологии интегрированных пассивных устройств (IPD) на арсениде галлия (GaAs). Предлагаемый BPF состоит из двух симметричных кольцевых LC-структур, соединённых трансформатором с переплетёнными обмотками (IWT). Три новых нуля передачи формируются за счёт связующих конденсаторов между двумя переплетёнными спиральными индукторами в IWT без добавления дополнительных элементов схемы. С помощью анализа чётного и нечётного режимов впервые выведены общие совместные уравнения для параметров схемы. Два нуля передачи в верхней полосе заграждения можно существенно настраивать изменением дополнительного переменного параметра L₁ без влияния на характеристики полосы пропускания. С учётом компромисса между достижимым коэффициентом связи, связующей ёмкостью и характеристиками для изготовления предпочтительны более узкие полосы пропускания, обеспечивающие лучшие возвратные потери (RL) и подавление в полосе заграждения (SR). Для проверки предложенной концепции изготовлен макет фильтра с относительной полосой пропускания по уровню 3 дБ (FBW) 48,5% (3,9–6,4 ГГц) по технологии GaAs-IPD. Измеренный BPF демонстрирует несколько нулей передачи в полосе заграждения; в центральной частоте f₀ = 5 ГГц его вносимые потери составляют 2,25 дБ. Габариты фильтра составляют 0,016λ₀ × 0,007λ₀, где λ₀ — длина волны в воздухе на частоте f₀.