高隔离射频滤波的PCB设计方法
电子技术应用
杨桃均，向星诚，温桎茹，蔺洋渺
中国电子科技集团公司第26研究所
摘要： 传统PCB设计在处理射频滤波线路时主要聚焦阻抗匹配，对电磁耦合路径的约束研究较少，导致滤波单元端口隔离度受限。为此，提出一种基于“场-路-屏”协同设计的PCB高隔离度度实现方法。该方法融合三项核心技术：减薄关键介质层增强垂直场约束；优化共面接地间距抑制同层横向耦合；采用工艺可实现的最小间距高密度过孔阵列构建三维电磁屏蔽墙。通过三维电磁仿真与实物测试验证表明，在1.6~2.1 GHz频段内，协同设计方法将端口间隔离度由67 dB提升至8 3dB以上，改善超过16 dB，且插入损耗变化小于0.1 dB。该方法为射频滤波模块及无源滤波器的封装与电磁兼容设计提供了可量化工程参考。
中图分类号：TN811+.4 文献标志码：A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.268039
中文引用格式： 杨桃均，向星诚，温桎茹，等. 高隔离射频滤波的PCB设计方法[J]. 电子技术应用，2026，52(7)：24-28.
英文引用格式： Yang Taojun，Xiang Xingcheng，Wen Zhiru，et al. PCB design method for high-isolation RF filters[J]. Application of Electronic Technique，2026，52(7)：24-28.
中文引用格式： 杨桃均，向星诚，温桎茹，等. 高隔离射频滤波的PCB设计方法[J]. 电子技术应用，2026，52(7)：24-28.
英文引用格式： Yang Taojun，Xiang Xingcheng，Wen Zhiru，et al. PCB design method for high-isolation RF filters[J]. Application of Electronic Technique，2026，52(7)：24-28.
PCB design method for high-isolation RF filters
Yang Taojun，Xiang Xingcheng，Wen Zhiru，Lin Yangmiao
26th Institute of China Electronics Technology Group Corporation
Abstract： Traditional PCB design for RF filter circuits primarily focuses on impedance matching, with limited consideration given to the control of electromagnetic coupling paths, which restricts port isolation in filtering units. To address this, a method to achieve high isolation on PCBs based on a "field-circuit-shielding" synergistic design is proposed. This method integrates three core techniques: thinning the critical dielectric layer to enhance vertical field confinement; optimizing the coplanar ground spacing to suppress in-plane lateral coupling; and employing a high-density via array with the minimum process-achievable pitch to construct a 3D electromagnetic shielding wall. Verified through 3D electromagnetic simulation and physical measurements, the synergistic design approach improves the inter-port isolation by over 16 dB within the 1.6~2.1 GHz frequency band, without significant degradation in insertion loss. This method provides a quantitative engineering reference for the packaging and electromagnetic compatibility design of RF filtering modules and passive filters.
Key words : RF filtering；PCB design；high isolation；electromagnetic shielding；via array
引言
射频滤波单元是通信系统中选择特定频带信号、抑制带外干扰的关键部件。端口隔离度直接影响信号泄露、噪声基底和系统稳定性，对提升通信设备在复杂电磁环境下的信噪比与可靠性有决定性作用[1-4]。传统滤波单元设计多聚焦于等效电路综合与优化[5-7]，往往忽视PCB作为信号载体引入的分布参数与近场耦合效应，导致实测性能与理论设计存在差距。
随着5G通信及国防装备发展，高集成度滤波单元广泛应用，对PCB级的电磁环境控制提出更高要求[8-10]。介质减薄、共面接地和过孔阵列是提升隔离度的常用技术手段，在射频PCB设计中已得到广泛研究和应用。如何整合这些技术，最大化其协同效应，并量化其对端口隔离度的综合贡献，是进一步提升射频滤波模块集成度和性能的关键。
传统PCB设计在处理简单滤波线路时，大都采用常规两层结构，计算走线至50 Ω阻抗后投板，对介质厚度、共面间距及过孔布局等影响电磁耦合的因素研究较少。因此，本文提出一种基于“场-路-屏”协同的PCB高隔离度实现方法。通过仿真与实物测试，评估三项技术协同对隔离度的综合贡献，并在1.6~2.1 GHz频段内实现了16 dB的隔离度提升，且插入损耗无明显变化。本方法为射频滤波模块及无源滤波器的封装与电磁兼容设计提供了可量化的工程参考。
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作者信息：
杨桃均，向星诚，温桎茹，蔺洋渺
（中国电子科技集团公司第26研究所，重庆 400060）
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