基于集成无源器件技术的小型化宽带高隔离滤波功分器芯片-AET-电子技术应用

基于集成无源器件技术的小型化宽带高隔离滤波功分器芯片

集成电路应用

仲乐昊，章双千，顾江川

南京国博电子股份有限公司

摘要： 基于集成无源器件技术，设计了一款工作于X波段的宽带、高隔离滤波功分器(Filtering Power Divider，FPD)芯片。该FPD芯片由输入输出端口处的耦合线、电容串联结构及中间的低通滤波器结构构成。输入端口处的耦合线、电容串联结构用于端口阻抗匹配；基于电感磁耦合结构的低通滤波器与输出端口处的耦合线、电容串联结构实现了FPD芯片的频率选择功能。上述结构间的电阻实现了FPD芯片的高隔离度。测试结果表明，该滤波功分器工作频率覆盖8~12 GHz,带内回波损耗小于-15 dB,典型带内插损小于2 dB,隔离度大于24 dB。芯片尺寸为0.93 mm×1.09 mm。

关键词： 滤波功分器 X波段宽带集成无源器件工艺集成电路应用

中图分类号：TN626文献标识码：ADOI:10.19339/j.issn.1674-2583.2026.03.001
中文引用格式：仲乐昊，章双千，顾江川. 基于集成无源器件技术的小型化宽带高隔离滤波功分器芯片［J］.集成电路应用，2026，43（3）：1-4.
英文引用格式：Zhong Lehao，Zhang Shuangqian，Gu Jiangchuan. Miniaturized on-chip wideband filtering power divider with high isolation in TF-IPD technology［J］.Application of IC，2026，43（3）：1-4.

Miniaturized on-chip wideband filtering power divider with high isolation in TF-IPD technology

Zhong Lehao，Zhang Shuangqian，Gu Jiangchuan

Guobo Electronics Co.,Ltd.

Abstract： Based on thin-film integrated passive device technology (IPD), an onchip wideband filtering power divider (FPD) with high isolation is proposed for X-band applications. This FPD is composed of coupling lines at the input and output ports, a series capacitor structure, and an intermediate low-pass filter structure. The coupled line at the input port with a capacitor in series realizes impedance matching; a low-pass with magnetic coupling and the coupled line at the output port with a capacitor in series realize frequency selection. High isolation is achieved by the resistors between the above parts. The measured results show that the proposed FPD operates over a frequency range of 8 to 12 GHz. The return loss is less than -15 dB in the working band. The typical in-band insertion loss is less than 2 dB, and the isolation is greater than 24 dB. The chip dimensions are 0.93 mm×1.09 mm.

Key words : filtering power divider; X-band; broadband;IPD

引言

随着无线通信技术的发展，宽带、小型化射频器件的需求与日俱增。作为直接影响射频通信系统总体指标的无源器件，滤波功分器因其高集成、小型化的特征在射频系统中的应用价值不断提升。当前，滤波功分器一般采用集总参数拓扑进行设计［1］，通过优化拓扑结构设计，结合不同的加工工艺(如LTCC［2］、三维异构集成［3］、集成无源器件［Integrated Passive Devlce,IPD］工艺［4］等)，可实现不同的性能。在FPD中引入多模谐振结构，是提升FPD工作带宽、加强带外抑制的常用手段［5］；通过采用诸如多层带状线结构［6］、多模基片集成波导［7］结构、悬置带线［8］等自封装结构，可实现FPD的低损耗与高隔离度；通过引入短路枝节［9］、环形谐振器［10］和缺陷地结构［11］，可在滤波功分器带外引入多个传输零点以实现高带外抑制。通过IPD工艺制备集总参数拓扑FPD，可在较低频段实现器件的小型化。然而，集总参数方案通常应用于5 GHz以下，鲜有C波段以上应用的报道。

本文介绍了一款基于IPD工艺的X波段滤波功分器，并给出了一种高频集总参数无源器件的设计方法。该FPD芯片拓扑由输入输出端口处的耦合线、电容串联结构及中间的低通滤波电路结构构成。输入端口处的耦合线、电容串联结构用于端口阻抗匹配；基于电感磁耦合结构的低通滤波器与输出端口处的耦合线、电容串联结构实现了FPD芯片的频率选择功能。上述结构间的电阻则实现了FPD芯片的高隔离度。测试结果表明，该滤波功分器工作带宽大于40%，工作频率覆盖8~12 GHz；带内回波损耗小于-15 dB；带内插损小于1.5 dB；隔离度大于24 dB。芯片尺寸为 0.031 λ0×0.036 λ0(0.93 mm×1.09 mm)，其中λ0代表中心频率的波长。

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作者信息：

仲乐昊，章双千，顾江川

(南京国博电子股份有限公司，江苏南京211111)

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