半模基片集成波導(dǎo)橫向?qū)ΨQ濾波器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種體積更小的半?；刹▽?dǎo)橫向?qū)ΨQ濾波器。該濾波器通過在源和負(fù)載之間引入源與負(fù)載耦合，所述源與負(fù)載耦合是通過輸入端與輸出端之間設(shè)置的第五感性耦合窗引入的，只需使用兩個半膜諧振腔就可以在帶外實現(xiàn)兩個傳輸零點，與傳統(tǒng)基片集成波導(dǎo)濾波器實現(xiàn)兩個傳輸零點需要四個諧振腔相比，在保持原有的選擇性的同時體積減小了一半，而且兩個傳輸零點可以根據(jù)實際需求靈活調(diào)整和控制，適合實際系統(tǒng)的需求，另外，該濾波器的第一諧振腔工作于TE102模式，第二諧振腔工作于TE101模式，且兩個諧振腔面積均只有傳統(tǒng)方形諧振腔的一半，有效減小了濾波器的平面尺寸，便于系統(tǒng)集成化。適合在微波毫米波【技術(shù)領(lǐng)域】推廣應(yīng)用。
【專利說明】半?；刹▽?dǎo)橫向?qū)ΨQ濾波器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微波毫米波【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種半模基片集成波導(dǎo)橫向?qū)ΨQ濾波器。
【背景技術(shù)】
[0002]濾波器是系統(tǒng)整機中關(guān)鍵的無源元件之一，其性能的優(yōu)劣直接影響到整個系統(tǒng)的質(zhì)量。微波毫米波一般采用金屬波導(dǎo)濾波器和基于微帶線、共面線等平面電路的濾波器。金屬波導(dǎo)濾波器具有Q值高、損耗低、選擇性好等優(yōu)點，但其體積大、成本高、加工難度大，且與有源電路難以集成。而基于微帶線、共面線等平面電路技術(shù)的濾波器雖然易于與有源電路集成，但通常存在損耗大、Q值低等不足，特別是在性能較差。輻射還易引起空間耦合，破壞電路工作穩(wěn)定性?；刹▽?dǎo)技術(shù)是近些年提出的一種可以集成于介質(zhì)基片中的具有低插損、低輻射等特性的新型波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，基片集成波導(dǎo)濾波器不但具有傳統(tǒng)金屬波導(dǎo)濾波器近似的性能，而且具有體積小、重量輕、易于集成等優(yōu)點，但是現(xiàn)有的基片集成波導(dǎo)濾波器的傳輸零點的增加需要多個諧振腔才能實現(xiàn)，譬如，如果實現(xiàn)兩個傳輸零點，則需要四個諧振腔才能實現(xiàn)，進而整個基片集成波導(dǎo)濾波器的體積相對而言還是較大，不利于系統(tǒng)集成化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種體積更小的半?；刹▽?dǎo)橫向?qū)ΨQ濾波器。
[0004]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:該半模基片集成波導(dǎo)橫向?qū)ΨQ濾波器，包括介質(zhì)基板，所述介質(zhì)基板的上表面設(shè)置有第一金屬覆銅層，介質(zhì)基板的下表面設(shè)置有第二金屬覆銅層，所述介質(zhì)基板上設(shè)置有多個金屬化通孔并且所述多個金屬化通孔貫穿第一金屬覆銅層、介質(zhì)基板、第二金屬覆銅層形成第一半模諧振腔、第二半模諧振腔、輸入端以及輸出端，所述輸入端的中軸線與輸出端的中軸線重合，第一半模諧振腔、第二半模諧振腔分別位于輸入端的中軸線兩側(cè)，所述輸入端與第一半模諧振腔通過第一感性耦合窗連通，輸出端與第一半模諧振腔通過第二感性耦合窗連通，所述輸入端與第二半模諧振腔通過第三感性耦合窗連通，輸出端與第二半模諧振腔通過第四感性耦合窗連通，輸入端與輸出端通過第五感性耦合窗連通。
[0005]進一步的是，所述輸入端外側(cè)設(shè)置有共面波導(dǎo)輸入端，所述輸出端外側(cè)設(shè)置有共面波導(dǎo)輸出端。
[0006]進一步的是，所述共面波導(dǎo)輸入端與共面波導(dǎo)輸出端對稱設(shè)置。
[0007]進一步的是，所述第一半模諧振腔的外側(cè)與第二半模諧振腔的外側(cè)均設(shè)置有金屬柵欄。
[0008]進一步的是，所述介質(zhì)基板采用聚四氟乙烯壓板或聚四氟乙烯陶瓷復(fù)合板制作而成。[0009]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明所述的半?；刹▽?dǎo)橫向?qū)ΨQ濾波器通過在濾波器的源和負(fù)載之間引入源與負(fù)載耦合，所述源與負(fù)載耦合是通過輸入端與輸出端之間設(shè)置的第五感性耦合窗引入的，只需使用兩個半膜諧振腔就可以在帶外實現(xiàn)兩個傳輸零點，與傳統(tǒng)基片集成波導(dǎo)濾波器實現(xiàn)兩個傳輸零點需要四個諧振腔相比，在保持原有的選擇性的同時體積減小了一半，而且兩個傳輸零點可以根據(jù)實際需求靈活調(diào)整和控制，適合實際系統(tǒng)的需求，另外，該半?；刹▽?dǎo)橫向?qū)ΨQ濾波器的第一諧振腔工作于TEltl2模式，第二諧振腔工作于TEltll模式，且兩個諧振腔面積均只有傳統(tǒng)方形諧振腔的一半，有效減小了濾波器的平面尺寸，便于系統(tǒng)集成化。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明半模基片集成波導(dǎo)橫向?qū)ΨQ濾波器的俯視圖；
[0011]圖2是本發(fā)明半模基片集成波導(dǎo)橫向?qū)ΨQ濾波器的側(cè)視圖；
[0012]圖3是本發(fā)明實施例所述的半模基片集成波導(dǎo)橫向?qū)ΨQ濾波器的尺寸圖；
[0013]圖4是本發(fā)明實施例所述的半模基片集成波導(dǎo)橫向?qū)ΨQ濾波器的傳輸特性圖；
[0014]圖中標(biāo)記說明:介質(zhì)基板1、第一金屬覆銅層2、第二金屬覆銅層3、金屬化通孔4、第一半模諧振腔5、第二半模諧振腔6、輸入端7、輸出端8、第一感性耦合窗9、第二感性耦合窗10、第三感性耦合窗11、第四感性耦合窗12、第五感性耦合窗13、共面波導(dǎo)輸入端14、共面波導(dǎo)輸出端15、金屬柵欄16。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步的說明。
[0016]如圖1、2所示，該半?；刹▽?dǎo)橫向?qū)ΨQ濾波器，包括介質(zhì)基板1，所述介質(zhì)基板I的上表面設(shè)置有第一金屬覆銅層2，介質(zhì)基板I的下表面設(shè)置有第二金屬覆銅層3，所述介質(zhì)基板I上設(shè)置有多個金屬化通孔4并且所述多個金屬化通孔4貫穿第一金屬覆銅層2、介質(zhì)基板1、第二金屬覆銅層3形成第一半模諧振腔5、第二半模諧振腔6、輸入端7以及輸出端8,所述輸入端7的中軸線與輸出端8的中軸線重合,第一半模諧振腔5、第二半模諧振腔6分別位于輸入端7的中軸線兩側(cè)，，所述輸入端7與第一半模諧振腔5通過第一感性耦合窗9連通，輸出端8與第一半模諧振腔5通過第二感性耦合窗10連通，所述輸入端7與第二半模諧振腔6通過第三感性耦合窗11連通，輸出端8與第二半模諧振腔6通過第四感性耦合窗12連通，輸入端7與輸出端8通過第五感性耦合窗13連通。本發(fā)明所述的半?；刹▽?dǎo)橫向?qū)ΨQ濾波器通過在濾波器的源和負(fù)載之間引入源與負(fù)載耦合，所述源與負(fù)載耦合是通過輸入端7與輸出端8之間設(shè)置的第五感性耦合窗13引入的，只需使用兩個半膜諧振腔就可以在帶外實現(xiàn)兩個傳輸零點，與傳統(tǒng)基片集成波導(dǎo)濾波器實現(xiàn)兩個傳輸零點需要四個諧振腔相比，在保持原有的選擇性的同時體積減小了一半，而且兩個傳輸零點可以根據(jù)實際需求靈活調(diào)整和控制，適合實際系統(tǒng)的需求，另外，該半?；刹▽?dǎo)橫向?qū)ΨQ濾波器的第一諧振腔工作于TEltl2模式,第二諧振腔工作于TEltll模式,且兩個諧振腔面積均只有傳統(tǒng)方形諧振腔的一半，有效減小了濾波器的平面尺寸。
[0017]在上述實施方式中，所述輸入端7外側(cè)設(shè)置有共面波導(dǎo)輸入端14，所述輸出端8外側(cè)設(shè)置有共面波導(dǎo)輸出端15，輸入/輸出端采用共面波導(dǎo)的形式，既可以實現(xiàn)與平面微帶電路的過渡，又可以有效抑制濾波器的寄生高階模式，提高濾波器的上邊帶選擇性，擴寬工作頻率范圍。進一步的是，所述共面波導(dǎo)輸入端14與共面波導(dǎo)輸出端15對稱設(shè)置。
[0018]為了提高濾波器的帶外抑制性能，所述第一半模諧振腔5的外側(cè)與第二半模諧振腔6的外側(cè)均設(shè)置有金屬柵欄16。
[0019]為了降低造價，所述介質(zhì)基板I采用聚四氟乙烯壓板或聚四氟乙烯陶瓷復(fù)合板制作而成。
[0020]實施例
[0021]本實施例是以中心頻率為14.5GHz的半?；刹▽?dǎo)橫向?qū)ΨQ濾波器的仿真模型為具體實施案例。采用介質(zhì)基板I的具體參數(shù)為相對介電常數(shù)ε r=2.2，厚度0.508mm,金屬化通孔4的半徑為0.2~0.5mm,通孔間距密集均勻排布。圖3為實施例所述的半?；刹▽?dǎo)橫向?qū)ΨQ濾波器的尺寸結(jié)構(gòu)圖，其幾何尺寸參數(shù)為=W=Smn^W1=A.4mm, ff2=3mm,WS1=4.6mm, WS2=5.1mm，W1L=4.6mm, W2L=5.1mm，WSL=2.6mm, Wt=2mm，W50=L 55mm, L1=ISmmj L2=13mm，Lt=0.8mm。
[0022]該實施例所述的半?；刹▽?dǎo)橫向?qū)ΨQ濾波器的傳輸特性如圖4所示，該濾波器的中心頻率為14.5GHz，3dB相對帶寬為8.1%，通帶內(nèi)最小插損為2.0dB，兩個傳輸零點分別位于12.33GHz和16.16GHz，結(jié)果顯示，該半?；刹▽?dǎo)橫向?qū)ΨQ濾波器可以在帶外實現(xiàn)非常好的選擇性，尺寸僅為傳統(tǒng)基片集成波導(dǎo)濾波器的50%，非常適用于對選擇性及集成度要求很高的 微波【技術(shù)領(lǐng)域】。
【權(quán)利要求】
1.半?；刹▽?dǎo)橫向?qū)ΨQ濾波器，其特征在于:包括介質(zhì)基板(I)，所述介質(zhì)基板(I)的上表面設(shè)置有第一金屬覆銅層(2)，介質(zhì)基板(I)的下表面設(shè)置有第二金屬覆銅層(3)，所述介質(zhì)基板(I)上設(shè)置有多個金屬化通孔(4)并且所述多個金屬化通孔(4)貫穿第一金屬覆銅層(2)、介質(zhì)基板(I)、第二金屬覆銅層(3)形成第一半模諧振腔(5)、第二半模諧振腔(6)、輸入端(7)以及輸出端(8)，所述輸入端(7)的中軸線與輸出端(8)的中軸線重合，第一半模諧振腔(5)、第二半模諧振腔(6)分別位于輸入端(7)的中軸線兩側(cè)，所述輸入端(7)與第一半模諧振腔(5)通過第一感性耦合窗(9)連通，輸出端(8)與第一半模諧振腔(5)通過第二感性耦合窗(10)連通，所述輸入端(7)與第二半模諧振腔(6)通過第三感性耦合窗(11)連通，輸出端(8)與第二半模諧振腔(6)通過第四感性耦合窗(12)連通，輸入端(7)與輸出端(8)通過第五感性稱合窗連通。
2.如權(quán)利要求1所述的半?；刹▽?dǎo)橫向?qū)ΨQ濾波器，其特征在于:所述輸入端(7)外側(cè)設(shè)置有共面波導(dǎo)輸入端(14)，所述輸出端(8)外側(cè)設(shè)置有共面波導(dǎo)輸出端(15)。
3.如權(quán)利要求2所述的半?；刹▽?dǎo)橫向?qū)ΨQ濾波器，其特征在于:所述共面波導(dǎo)輸入端(14)與共面波導(dǎo)輸出端(15)對稱設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項權(quán)利要求所述的半?；刹▽?dǎo)橫向?qū)ΨQ濾波器，其特征在于:所述第一半模諧振腔(5)的外側(cè)與第二半模諧振腔(6)的外側(cè)均設(shè)置有金屬柵欄(16)。
5.如權(quán)利要求4所述的半?；刹▽?dǎo)橫向?qū)ΨQ濾波器，其特征在于:所述介質(zhì)基板(I)采用聚四氟乙烯壓板或聚四氟乙烯陶瓷復(fù)合板制作而成。
【文檔編號】H01P1/205GK103647123SQ201310698058
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月18日
【發(fā)明者】徐自強, 劉昊, 吳波, 尉旭波, 汪澎, 楊邦朝, 田忠 申請人:電子科技大學(xué)