3D異種集積受動デバイス技術に基づく優れた選択性を備えた小型広帯域バンドパスフィルタ
引用
Zhou, Y., et al.: 3D異種集積受動デバイス技術に基づく優れた選択性を備えた小型広帯域バンドパスフィルタ。IET Microw. Antennas Propag. 18(4), 266–271 (2024). https://doi.org/10.1049/mia2.12447
キーワード
- 5Gモバイル通信
- 集積回路設計
- 電子レンジ
- 広帯域バンドパスフィルタ
- 3D異種集積受動デバイス技術
- 周波数選択性
- 広いストップバンド
- GaAsベース
- ガラスベース
- マイクロナノスケールプロセス
- 品質要因
- 挿入損失
- 伝送ゼロ（TZ）
- 異種統合
- フリップチップボンディング
- ボールグリッドアレイ（BGA）
- ガラス貫通ビア（TGV）
簡単な
この記事では、3D 異種集積受動デバイス技術を使用して設計された、優れた周波数選択性と広いストップバンドを備えた小型の広帯域バンドパス フィルタについて説明します。
まとめ
この記事では、3D 異種集積受動デバイス (IPD) 技術を使用して、優れた周波数選択性と広いストップバンドを備えた小型広帯域バンドパス フィルタ (BPF) の新しい設計を紹介します。この技術は、GaAs とガラスの両方の基板にコンポーネントを統合して、パフォーマンスを向上させます。
主な側面の内訳は次のとおりです。
- 問題:従来の広帯域 BPF 設計方法では、コンパクトなサイズ、低い挿入損失、高い周波数選択性、広い阻止帯域を実現するのに限界があります。これらの側面を改善するための既存の技術は、多くの場合、サイズと損失の増加につながります。
- 解決策:提案された BPF は、3D 異種統合によって実装された 6 次ハイパス-ローパス トポロジを使用します。これには、ガラス基板上の 3D スパイラル インダクタと GaAs 基板上の高密度コンデンサを組み合わせることが含まれます。
- 利点:
- コンパクトサイズ:フィルター面積はわずか 0.014 × 0.018 λ0<sup>2</sup> (1.1 × 1.42 mm<sup>2</sup>) なので、高密度集積に適しています。
- 優れた選択性:設計では通過帯域の近くに複数の伝送ゼロ (TZ) が組み込まれており、選択性とストップバンド除去が向上します。
- 低損失:ガラス上の 3D スパイラル インダクタは、従来の平面インダクタに比べて Q 係数が高く、挿入損失が低くなります。
- 製造と結果: BPF を製造してテストしたところ、中心周波数は 3.875 GHz、3 dB 比帯域幅 (FBW) は 42%、20 dB 除去率は 5.22 ～ 20 GHz (5.15 f0) の範囲であることが示されました。測定結果は、シミュレーションされたパフォーマンスとほぼ一致しました。
結論として、本研究では、コンパクトさと信号フィルタリングが極めて重要な 5G 機器などの高度な無線通信システムのアプリケーション向けに、小型で高性能な広帯域 BPF を開発するための有望なアプローチを紹介しています。
出典: https://ietresearch.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1049/mia2.12447