專利名稱：源和負(fù)載直接耦合的基片集成波導(dǎo)濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種基片集成波導(dǎo)濾波器，特別涉及一種源和負(fù)載直接耦合的基片集成波導(dǎo)濾波器。
背景技術(shù)：
濾波器是電路系統(tǒng)重要的基本單元電路之一，它的性能對系統(tǒng)整體的選擇性、噪聲系數(shù)、靈敏度、增益等都有影響。傳統(tǒng)的微波濾波器通常采用微帶或波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，但是它們各有一些難以克服的缺點(diǎn)。對于采用微帶線結(jié)構(gòu)的平面濾波器，它們具有體積小，加工簡單等優(yōu)點(diǎn)，但存在功率容量低，損耗大，因結(jié)構(gòu)開放而不便密封等缺點(diǎn)，因而適用于功率小的電路系統(tǒng)；基于金屬波導(dǎo)的濾波器具有功率容量高，損耗低，性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)，但是其加工成本高，且不適合與現(xiàn)代平面電路集成；基片集成波導(dǎo)(SIW)在一定程度上綜合了兩者的優(yōu)點(diǎn)，在保持傳統(tǒng)濾波器高功率容量，低損耗優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，還保留了一般平面?zhèn)鬏斁€濾波器易于集成，輕量化、易于加工等優(yōu)點(diǎn)，基片集成波導(dǎo)技術(shù)濾波器可以用普通的PCB工藝實(shí)現(xiàn)，加工成本低，制作周期短，其原理是以金屬化的周期性通孔替代金屬壁來實(shí)現(xiàn)的。但由于頻譜資源有限，現(xiàn)代通信系統(tǒng)對濾波器的選擇性提出了越來越高的要求，常用的方法是通過多個(gè)獨(dú)立的諧振腔的交叉耦合來產(chǎn)生傳輸零點(diǎn)，該方法設(shè)計(jì)復(fù)雜，濾波器體積也較大，不能滿足人們的要求。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單，體積較小，且耗損小的源和負(fù)載直接耦合的基片集成波導(dǎo)濾波器，能有效解決上述存在的問題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是這樣的:本實(shí)用新型的源和負(fù)載直接耦合的基片集成波 導(dǎo)濾波器，包括介質(zhì)基片，介質(zhì)基片的上、下表面分別敷設(shè)有上表面金屬層和下表面金屬層，介質(zhì)基片上還設(shè)置有貫穿上表面金屬層和下表面金屬層的金屬化通孔，其特征在于:所述金屬化通孔、上表面金屬層和下表面金屬層在介質(zhì)基片上形成兩個(gè)基片集成波導(dǎo)腔體以及兩段基片集成波導(dǎo)傳輸線，兩個(gè)基片集成波導(dǎo)腔體之間設(shè)有第一金屬柱感性窗，第一基片集成波導(dǎo)腔體與第一基片集成波導(dǎo)傳輸線之間設(shè)有第二金屬柱感性窗，第二基片集成波導(dǎo)腔體與第二基片集成波導(dǎo)傳輸線之間設(shè)有第三金屬柱感性窗，兩段基片集成波導(dǎo)傳輸線之間設(shè)有第四金屬柱感性窗，兩段基片集成波導(dǎo)傳輸線的兩端分別設(shè)有共面波導(dǎo)輸入端和共面波導(dǎo)輸出端。。作為優(yōu)選，所述金屬化通孔的直徑為0.5 mm,相鄰?fù)组g的間距為I mm。作為優(yōu)選，所述介質(zhì)基片采用ROGERS 5880，厚度為0.5mm，介電常數(shù)為2.2。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:一、該濾波器具有較小的插損，采用源和負(fù)載直接耦合理論，只使用兩個(gè)腔體就實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)傳輸零點(diǎn)，而傳統(tǒng)的交叉耦合濾波器實(shí)現(xiàn)同樣的性能需要四個(gè)腔體，因而比傳統(tǒng)的濾波器有更小的體積，更小的損耗，非常適合應(yīng)用于微波和毫米波領(lǐng)域；二、該濾波器能產(chǎn)生兩個(gè)傳輸零點(diǎn)，具有很好的選擇性，也較好地改善了帶外衰減特性；三、該濾波器采用單層基片集成波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，制作非常簡單，全部利用成熟的標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)工藝，成本低而精度高，容易批量生產(chǎn)，封閉結(jié)構(gòu)因而輻射小，隔離和抗干擾能力強(qiáng)，容易與有源平面電路集成，這相對于金屬波導(dǎo)濾波器而言是個(gè)很大的優(yōu)勢。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的截面示意圖；圖3為本實(shí)用新型的傳輸特性圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。參見圖1和圖2，本實(shí)用新型的源和負(fù)載直接耦合的基片集成波導(dǎo)濾波器，包括介質(zhì)基片I，介質(zhì)基片I的上、下表面分別敷設(shè)有上表面金屬層7和下表面金屬層8,介質(zhì)基片I上還設(shè)置有貫穿上表面金屬層7和下表面金屬層8的金屬化通孔2，所述金屬化通孔2、上表面金屬層7和下表面金屬層8在介質(zhì)基片I上形成兩個(gè)基片集成波導(dǎo)腔體31、32以及兩段基片集成波導(dǎo)傳輸線41、42，相鄰的基片集成波導(dǎo)腔體和基片集成波導(dǎo)傳輸線之間采用公共的側(cè)邊，兩個(gè)基片集成波導(dǎo)腔體31、32之間設(shè)有第一金屬柱感性窗51，第一基片集成波導(dǎo)腔體31與第一基片集成波導(dǎo)傳輸線41之間設(shè)有第二金屬柱感性窗52，第二基片集成波導(dǎo)腔體32與第二基片集成波導(dǎo)傳輸線42之間設(shè)有第三金屬柱感性窗53，兩段基片集成波導(dǎo)傳輸線41、42之間設(shè)有第四金屬柱感性窗54，兩段基片集成波導(dǎo)傳輸線41、42的兩端分別設(shè)有共面波導(dǎo)輸入端61和共面波導(dǎo)輸出端62，所述金屬化通孔2的直徑為0.5 mm,相鄰?fù)组g的間距為I mm，所述介質(zhì)基片I采用ROGERS 5880，厚度為0.5mm，介電常數(shù)為
2.2。該濾波器使用TE2tll和TEltll模式基片集成波導(dǎo)腔體來實(shí)現(xiàn)電、磁耦合，以產(chǎn)生所需的傳輸零點(diǎn)，基片集成波導(dǎo)腔體31、32分別為TE2tll和TE皿模式腔體。利用兩個(gè)基片集成波導(dǎo)腔體31、32通過第一金屬柱感性窗51實(shí)現(xiàn)能量的耦合，兩個(gè)基片集成波導(dǎo)腔體31、32分別與兩段基片集成波導(dǎo)傳輸線41、42通過第二金屬柱感性窗52和第三金屬柱感性窗53實(shí)現(xiàn)能量耦合，兩段基片集成波導(dǎo)傳輸線41、42代表源和負(fù)載，它們通過第四金屬柱感性窗54實(shí)現(xiàn)源和負(fù)載直接耦合；而兩段基片集成波導(dǎo)傳輸線41、42上設(shè)置的共面波導(dǎo)輸入端61和共面波導(dǎo)輸出端62通過50歐姆微帶線和外部電路相連接；通過調(diào)節(jié)第四金屬柱感性窗54的大小，就能直接改變源和負(fù)載耦合的強(qiáng)弱，以改善濾波器的性能。本實(shí)施例中，濾波器仿真和實(shí)測的傳輸特性如圖3所示，從圖中可以看到，實(shí)測回波損耗優(yōu)于-17.5dB，帶內(nèi)插損大約為3dB，該損耗是包含了測試接頭，微帶饋線及共面波導(dǎo)的影響，這些損耗在Ku波段比較明顯，扣除這部分損耗，濾波器的損耗會更小。測試與仿真結(jié)果非常吻合，在濾波器的上下邊帶，可以發(fā)現(xiàn)兩個(gè)很明顯的傳輸零點(diǎn)，很好地提高了濾波器的選擇性，帶內(nèi)有兩個(gè)極 點(diǎn)，使濾波器的通帶趨于平整。本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于本申請文件的陳述和實(shí)施例，凡是根據(jù)上述描述做出的各種可能的等同替換或改變，均被認(rèn)為屬于本實(shí)用新型的權(quán)例要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種源和負(fù)載直接耦合的基片集成波導(dǎo)濾波器，包括介質(zhì)基片，介質(zhì)基片的上、下表面分別敷設(shè)有上表面金屬層和下表面金屬層，介質(zhì)基片上還設(shè)置有貫穿上表面金屬層和下表面金屬層的金屬化通孔，其特征在于:所述金屬化通孔、上表面金屬層和下表面金屬層在介質(zhì)基片上形成兩個(gè)基片集成波導(dǎo)腔體以及兩段基片集成波導(dǎo)傳輸線，兩個(gè)基片集成波導(dǎo)腔體之間設(shè)有第一金屬柱感性窗，第一基片集成波導(dǎo)腔體與第一基片集成波導(dǎo)傳輸線之間設(shè)有第二金屬柱感性窗，第二基片集成波導(dǎo)腔體與第二基片集成波導(dǎo)傳輸線之間設(shè)有第三金屬柱感性窗，兩段基片集成波導(dǎo)傳輸線之間設(shè)有第四金屬柱感性窗，兩段基片集成波導(dǎo)傳輸線的兩端分別設(shè)有共面波導(dǎo)輸入端和共面波導(dǎo)輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的源和負(fù)載直接耦合的基片集成波導(dǎo)濾波器，其特征在于:所述金屬化通孔的直徑為0.5 mm,相鄰?fù)组g的間距為I mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的源和負(fù)載直接耦合的基片集成波導(dǎo)濾波器，其特征在于:所述介質(zhì)基片采用ROGERS 5880，厚度為0.5mm，介電常數(shù)為2.2。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種源和負(fù)載直接耦合的基片集成波導(dǎo)濾波器，包括介質(zhì)基片、上表面金屬層、下表面金屬層和金屬化通孔，金屬化通孔和上、下表面金屬層在介質(zhì)基片上形成兩個(gè)基片集成波導(dǎo)腔體以及兩段基片集成波導(dǎo)傳輸線，兩個(gè)基片集成波導(dǎo)腔體之間和基片集成波導(dǎo)腔體與基片集成波導(dǎo)傳輸線之間以及兩段基片集成波導(dǎo)傳輸線之間設(shè)有四個(gè)金屬柱感性窗，兩段基片集成波導(dǎo)傳輸線的兩端分別設(shè)有共面波導(dǎo)輸入端和共面波導(dǎo)輸出端。它采用了基片集成波導(dǎo)技術(shù)，單層結(jié)構(gòu)，體積小，集成度高，利用源和負(fù)載直接耦合來產(chǎn)生兩個(gè)傳輸零點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了很好的選擇性，阻帶抑制性能好，帶內(nèi)插損小，性能優(yōu)異，且設(shè)計(jì)也很方便。
文檔編號H01P1/203GK203085714SQ20132008782
公開日2013年7月24日 申請日期2013年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月27日
發(fā)明者李榮強(qiáng) 申請人:成都信息工程學(xué)院