基于TSV的应用于毫米波段的交指型带通滤波功分器

本发明属于三维集成电路，涉及一种基于tsv(through siliconvia，tsv)的应用于毫米波段的交指型带通滤波功分器。

背景技术：

1、传统的射频无源网络，是将一些功能单一的无源器件直接进行级联来实现所需功能，但随着系统复杂度与工作带宽的增大，电路的阻抗匹配就变得越来越复杂困难，并且电路的尺寸也会越来越大。而且传统的射频无源器件多采用微带线进行设计，使得其不能与其他电路系统进行集成。现如今，单一的器件实现单一的功能然后拼接级联完成所需功能的系统已经不能满足系统小型化与集成化的发展趋势。为此，多功能融合技术出现了，它可以将所需不同功能进行一体化设计，使得由一个器件实现两个或多个传统器件的功能特性，并将在很大程度上推动电路系统小型化与集成化的发展。作为多功能融合器件的一种，滤波功分器融合了滤波器的频率选择特性以及功分器的功率分配/合成特性，在射频前端系统中有着非常广泛的应用。因此，对滤波功分器的综合方法以及其应用设计的研究具有实际的工程应用价值。

2、tsv技术的出现将集成电路的发展带入了三维时代。作为三维集成电路的关键技术，tsv技术具有小型化、可集成化与可靠性好等特性，现在已经不仅被应用到了三维集成电路中，而且也被应用到了无源器件的设计和制造中。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种tsv的应用于毫米波段的交指型带通滤波功分器，该滤波功分器可以同时实现频率选择特性与功率分配/合成特性，从而实现了射频无源器件的小型化与可集成化。

2、本发明所采用的技术方案是，基于tsv的应用于毫米波段的交指型带通滤波功分器，包括依次从上至下设置的二氧化硅层a、硅衬底和接地金属板，硅衬底内依次交错设置有若干对tsv组件，位于硅衬底首端的一对tsv组件连接rdl输入端口，位于硅衬底末端的一对tsv组件分别连接rdl输出端口a和rdl输出端口b，rdl输出端口a与rdl输出端口b之间通过电阻器a连接。

3、本发明的特点还在于：

4、rdl输入端口通过rdl输入端口连接线a的两端分别连接rdl输入端口连接线b和rdl输入端口连接线c，rdl输入端口连接线b和rdl输入端口连接线c分别与位于硅衬底首端的两个tsv组件连接，rdl输入端口连接线c和rdl输入端口连接线b之间通过电阻器b连接。

5、每个所述tsv组件包括tsv圆柱，该tsv圆柱的顶部与谐振rdl的一端连接，谐振rdl的另一端悬空，谐振rdl位于二氧化硅层a内，该tsv圆柱的底部与接地金属板连接。

6、相邻的两对tsv组件之间，两个相邻的rdl错开设置。

7、rdl输入端口、rdl输入端口连接线a、rdl输入端口连接线b、rdl输入端口连接线c、rdl输入端口连接线b、电阻器b、rdl输出端口a、rdl输出端口b与电阻器a均位于二氧化硅层a。

8、本发明的有益效果是，本发明基于tsv的应用于毫米波段的交指型带通滤波功分器，通过将滤波器与功分器融合设计，不仅使得一个器件可以同时实现两种功能，而且大大的减少了器件的物理尺寸，实现了小型化。并且融入了tsv技术进行设计，利用其优良的电学特性，缩短了信号的传输路径，大大提高了毫米波信号传播时的速度与信号处理时的效率，改善了普通滤波器与功分器不能应用于毫米波段的缺点。

技术特征：

1.基于tsv的应用于毫米波段的交指型带通滤波功分器，其特征在于：包括依次从上至下设置的二氧化硅层a(37)、硅衬底(38)和接地金属板(39)，硅衬底(38)内依次交错设置有若干对tsv组件，位于硅衬底(38)首端的一对tsv组件连接rdl输入端口(1)，位于硅衬底(38)末端的一对tsv组件分别连接rdl输出端口a(18)和rdl输出端口b(20)，rdl输出端口a(18)与rdl输出端口b(20)之间通过电阻器a(19)连接。

2.根据权利要求1所述的基于tsv的应用于毫米波段的交指型带通滤波功分器，其特征在于：所述rdl输入端口(1)通过rdl输入端口连接线a(2)的两端分别连接rdl输入端口连接线b(3)和rdl输入端口连接线c(35)，rdl输入端口连接线b(3)和rdl输入端口连接线c(35)分别与位于硅衬底(38)首端的两个tsv组件连接，rdl输入端口连接线c(35)和rdl输入端口连接线b(3)之间通过电阻器b(36)连接。

3.根据权利要求2所述的基于tsv的应用于毫米波段的交指型带通滤波功分器，其特征在于：每个所述tsv组件包括tsv圆柱，该tsv圆柱的顶部与谐振rdl的一端连接，谐振rdl的另一端悬空，谐振rdl位于二氧化硅层a(37)内，该tsv圆柱的底部与接地金属板(39)连接。

4.根据权利要求3所述的基于tsv的应用于毫米波段的交指型带通滤波功分器，其特征在于：所述rdl输入端口(1)、rdl输入端口连接线a(2)、rdl输入端口连接线b(3)、rdl输入端口连接线c(35)、rdl输入端口连接线b(3)、电阻器b(36)、rdl输出端口a(18)、rdl输出端口b(20)与电阻器a(19)均位于二氧化硅层a(37)。

5.根据权利要求4所述的基于tsv的应用于毫米波段的交指型带通滤波功分器，其特征在于：相邻的两对tsv组件之间，两个相邻的rdl错开设置。

技术总结
本发明公开了基于TSV的应用于毫米波段的交指型带通滤波功分器，包括依次从上至下设置的二氧化硅层A、硅衬底和接地金属板，硅衬底内依次交错设置有若干对TSV组件，位于硅衬底首端的一对TSV组件连接RDL输入端口，位于硅衬底末端的一对TSV组件分别连接RDL输出端口A和RDL输出端口B，RDL输出端口A与RDL输出端口B之间通过电阻器A连接。本发明设计的滤波功分器可以同时实现频率选择特性与功率分配/合成特性，从而实现了射频无源器件的小型化与可集成化。

技术研发人员：王凤娟,张京,杨媛,余宁梅,朱樟明,尹湘坤
受保护的技术使用者：西安理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29