中国粉体网讯 在移动通信技术飞速发展的今天，从3G到4G再到5G，每一次技术迭代都带来了通信能力的质的飞跃。5G网络在传输速率、数据承载能力上的显著提升，以及更高的频谱资源利用率，让我们的生活进入了一个高速互联的新时代。然而，这些进步也伴随着新的挑战，随着同时工作的无线频段数量不断增加，射频前端芯片需要集成更多组件，其中滤波器的数量更是大幅增长。作为无源器件，滤波器在芯片面积中占比巨大，如何在保证性能的同时实现小型化集成，成为行业亟待解决的问题。而基于玻璃通孔（TGV）技术集成的滤波器，正是应对这一挑战的关键方案，展现出了极高的应用价值。
TGV技术：高频应用的优选方案
在了解基于TGV技术的滤波器之前，我们先认识一下TGV技术本身。TGV技术是在玻璃基板上形成通孔的一种3D集成技术，与常见的硅通孔（TSV）技术相比，它有着独特的优势。玻璃材料具有低介电常数和低正切损耗，这意味着在信号传输过程中，能量损耗更小，信号完整性更好，非常适合高频通信场景。而5G技术，尤其是毫米波频段的应用，对信号的高频传输性能要求极高，TGV技术的这些特性恰好满足了这一需求，为高性能滤波器的设计奠定了坚实基础。
平衡结构滤波器：降低噪声的利器
Liu等人提出的基于TGV技术的平衡基板集成波导带通滤波器（SIW BPF），为解决共模信号噪声问题提供了新思路。我们可以把共模信号想象成电路中不受欢迎的“杂音”，这些杂音会干扰正常的信号传输，影响通信质量。而这款滤波器采用平衡结构，就像给差模信号（有用信号）开辟了一条宽敞的“绿色通道”，形成宽通带，让有用信号顺畅传输；同时，它能有效抑制共模信号，就像设置了一道“屏障”，阻挡“杂音”通过，从而降低噪声。
SIW BPF结构 来源：Liu.Balanced SIW BPF based on through-glass vias
这款滤波器采用3D集成技术，将不同的集成电路垂直堆叠并互连。这种设计带来了诸多好处，更高的系统集成度，就像把多个房间合并成一个功能更全的大空间；更短的互连距离，信号传输路径变短，速度自然更快，同时也降低了功耗和成本，可谓一举多得。SIW腔中的TE102模式在对称平面上创造了完美的电导体，实现了半对分拓扑和更简单的设计。
毫米波宽带通信的紧凑之选
在毫米波宽带通信领域，滤波器的小型化和宽频带同样至关重要。Li等人提出的紧凑TGV带通滤波器，就很好地满足了这些需求。
这款滤波器采用了半模衬底集成波导（HMSIW）和缺陷接地结构（DGS）加载的设计。HMSIW结构就像把电路“横向瘦身”，大大减小了电路的横向尺寸，让滤波器更紧凑。三对面对面的E形DGS形成了陷阱特性，提供小尺寸和宽带宽。
TGV带通滤波器的几何布局 来源:Li.SIW bandpass filter based on TGV technology for millimeter-wave wideband communications
TGV技术在这款滤波器中同样发挥了关键作用，它的低损耗和高精度特性，就像给信号传输铺了一条平整光滑的“高速公路”，有效提高了滤波器的插入损耗性能和器件集成度，在毫米波频段表现尤为突出。经过实际测量，这款滤波器的带宽分数超过31.22%，电路面积仅为1.04λg×0.27λg（λg为波导波长），充分体现了它在小型化和宽通带方面的优势，为毫米波宽带通信的发展注入了新动力。
结语
在5G技术蓬勃发展的背景下，基于TGV技术的滤波器凭借其优异的性能，在小型化、宽通带、低损耗等方面展现出巨大优势。从平衡结构滤波器到毫米波宽带滤波器，科研人员不断创新，让TGV技术在滤波器设计中发挥出越来越重要的作用。这些创新成果不仅推动了移动通信技术的进步，也为未来更高速、更可靠的通信系统奠定了坚实基础，相信在不久的将来，我们会看到更多基于TGV技术的高性能器件应用在生活的方方面面。
参考来源:
刘晓贤.基于玻璃通孔互连技术的集成无源器件发展
钟毅.芯片三维互连技术及异质集成研究进展
Li.SIW bandpass filter based on TGV technology for millimeter-wave wideband communications
Liu.Balanced SIW BPF based on through-glass vias
(中国粉体网编辑整理/月明)
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