基于1/3等邊三角形基片集成諧振器的四模帶通濾波器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于毫米波技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及了基于1/3等邊三角形基片集成諧振器的四模帶通濾波器。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代無(wú)線通信中，微波頻段通信系統(tǒng)業(yè)務(wù)繁多，頻率資源極為緊張，未來(lái)通信技術(shù)向著更高頻段一毫米波方向發(fā)展。濾波器作為用于分離信號(hào)的部分，是無(wú)線通信系統(tǒng)中關(guān)鍵部分之一。三角形基片集成諧振器所具有的高品質(zhì)因數(shù)、低插入損耗、結(jié)構(gòu)緊湊、大功率容量等特點(diǎn)，在現(xiàn)代通信中有著廣泛的應(yīng)用。而隨著頻率范圍的不斷提高，毫米波器件的尺寸將會(huì)不斷的縮小。當(dāng)毫米波器件的設(shè)計(jì)尺寸縮小到一點(diǎn)程度時(shí)，由于工業(yè)加工技術(shù)的局限性，將無(wú)法精確的加工。如何提高濾波器的頻率范圍，且現(xiàn)在工業(yè)加工技術(shù)能夠精確加工，成為該領(lǐng)域日益需要解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述【背景技術(shù)】提出的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明旨在提供基于1/3等邊三角形基片集成諧振器的四模帶通濾波器，解決了濾波器頻率范圍增大與工業(yè)加工變難之間的矛盾。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
基于1/3等邊三角形基片集成諧振器的四模帶通濾波器，包含諧振器腔體、橢圓形金屬化通孔和2條微帶線；所述諧振器腔體由上至下依次包含相互平行的頂層金屬層、介質(zhì)基片和底層金屬層，所述頂層金屬層、介質(zhì)基片和底層金屬層為相互全等的平面四邊形，所述平面四邊形包含第一邊、第二邊、第三邊和第四邊，第一邊與第二邊的夾角為60°，第三邊垂直于第二邊，第四邊垂直于第一邊，第三邊與第四邊的夾角為120°，且第一邊與第二邊等長(zhǎng)，第三邊與第四邊等長(zhǎng)，在介質(zhì)基片上沿著其第一邊和第二邊均勻排布著兩列圓形金屬化通孔；諧振器腔體的四個(gè)側(cè)面中有圓形金屬化通孔的兩個(gè)側(cè)面作為電壁，其余兩個(gè)側(cè)面作為磁壁，所述兩條微帶線分別沿著兩個(gè)磁壁的邊沿設(shè)置并相交于兩個(gè)磁壁的交接處，所述橢圓形金屬化通孔設(shè)在前述介質(zhì)基片上。
[0005]其中，上述兩條微帶線的阻抗均為50歐姆。
[0006]其中，上述四模帶通濾波器為鏡面對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)。
[0007]其中，上述底層金屬層上刻蝕有一組缺陷地結(jié)構(gòu)。
[0008]其中，上述缺陷地結(jié)構(gòu)包括3條相互平行的開(kāi)槽線，且每條開(kāi)槽線的兩端為箭頭狀。
[0009]采用上述技術(shù)方案帶來(lái)的有益效果:
(I)本發(fā)明利用1/3等邊三角形基片集成諧振器四個(gè)模態(tài)的耦合，以及在諧振器上增加橢圓形金屬化通孔改變諧振器的主模頻率，使諧振器變成濾波器，提升了濾波范圍，并且通帶帶寬大； (2)本發(fā)明主要結(jié)構(gòu)就是一個(gè)1/3等邊三角形基片集成諧振器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，易于工業(yè)加工。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是本發(fā)明中諧振器腔體的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2是本發(fā)明中諧振器腔體的三維剖析示意圖。
[0012]圖3是本發(fā)明中諧振器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖4為本發(fā)明四模帶通濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖5是本發(fā)明中諧振器的S參數(shù)仿真波形圖。
[0015]圖6為本發(fā)明四模帶通濾波器的S參數(shù)仿真波形圖。
[0016]圖7為本發(fā)明中缺陷地結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖8為本發(fā)明帶有缺陷地結(jié)構(gòu)四模帶通濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖9為本發(fā)明帶有缺陷地結(jié)構(gòu)四模帶通濾波器的S參數(shù)仿真波形圖。
[0019]標(biāo)號(hào)說(shuō)明:1、頂層金屬層；2、介質(zhì)基片；3、圓形金屬化通孔；4、底層金屬層。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0021]本發(fā)明的基本單元為一個(gè)1/3等邊三角形基片集成諧振器，該諧振器實(shí)質(zhì)上是由從一個(gè)等邊三角形諧振腔上分割出來(lái)的，將等邊三角形諧振腔分別沿中心到三邊的垂線段分割即可。
[0022]基于1/3等邊三角形基片集成諧振器的四模帶通濾波器，包含諧振器腔體、橢圓形金屬化通孔和2條微帶線。如圖1和圖2所示，所述諧振器腔體由上至下依次包含相互平行的頂層金屬層1、介質(zhì)基片2和底層金屬層4，所述頂層金屬層1、介質(zhì)基片2和底層金屬層4為相互全等的平面四邊形，所述平面四邊形包含第一邊、第二邊、第三邊和第四邊，第一邊與第二邊的夾角為60°，第三邊垂直于第二邊，第四邊垂直于第一邊，第三邊與第四邊的夾角為120°，且第一邊與第二邊等長(zhǎng)，第三邊與第四邊等長(zhǎng)，在介質(zhì)基片2上沿著其第一邊和第二邊均勻排布著兩列圓形金屬化通孔3。諧振器腔體的四個(gè)側(cè)面中有圓形金屬化通孔3的兩個(gè)側(cè)面作為電壁，其余兩個(gè)側(cè)面作為磁壁，所述兩條微帶線分別沿著兩個(gè)磁壁的邊沿設(shè)置并相交于兩個(gè)磁壁的交接處，兩條微帶線與諧振器腔體共同構(gòu)成一個(gè)完整的諧振器，在本實(shí)施例中，兩條微帶線的阻抗均為50歐姆，這兩條微帶線分別作為諧振器的輸入端和輸出端，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。
[0023]上述諧振器包括四個(gè)模式風(fēng)⑴模、TF2tll模、風(fēng)。2模和TF3tl3模，如圖4所示，在諧振器的介質(zhì)基片上設(shè)有橢圓形金屬化通孔，其作用為提高原諧振器中TMlOl模的諧振頻率，使風(fēng)叭模和T^cil模、7^2模、7￥3(13模分別產(chǎn)生耦合，進(jìn)而形成一個(gè)帶通濾波器。圖5和圖6分別為諧振器和四模帶通濾波器的S參數(shù)仿真波形圖，其橫坐標(biāo)為頻率(單位:吉赫茲)，縱坐標(biāo)為S參數(shù)(單位:分貝)，實(shí)線(Simulated S21)與虛線(Simulated Sll)分別表示電磁波反射系數(shù)與頻率的關(guān)系、電磁波傳輸系數(shù)與頻率的關(guān)系，對(duì)比圖5和圖6可見(jiàn)，/!^模的諧振頻率有很大提高，并且/^肩、7^2模和7￥3(13模發(fā)生了耦合。在本實(shí)施例中，整個(gè)四模帶通濾波器為鏡面對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)。
[0024]如圖7所示本發(fā)明中缺陷地結(jié)構(gòu)的示意圖，該缺陷地結(jié)構(gòu)包括3條相互平行的雙箭頭形狀的開(kāi)槽線，使用該缺陷地結(jié)構(gòu)的目的是為了抑制濾波器中更高次模，從而達(dá)到改善帶外特性的效果。圖8為帶有缺陷地結(jié)構(gòu)四模帶通濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖，圖9為它的S參數(shù)仿真波形圖，由圖可得，該帶通濾波器的中心頻率為20.01GHz, -5dB帶寬為14.55GHz~27.52GHz，帶內(nèi)插入損耗為2.2dB左右，回波損耗大于13dB，說(shuō)明該濾波器性能良好。
[0025]以上實(shí)施例僅為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于1/3等邊三角形基片集成諧振器的四模帶通濾波器，其特征在于:包含諧振器腔體、橢圓形金屬化通孔和2條微帶線；所述諧振器腔體由上至下依次包含相互平行的頂層金屬層、介質(zhì)基片和底層金屬層，所述頂層金屬層、介質(zhì)基片和底層金屬層為相互全等的平面四邊形，所述平面四邊形包含第一邊、第二邊、第三邊和第四邊，第一邊與第二邊的夾角為60°，第三邊垂直于第二邊，第四邊垂直于第一邊，第三邊與第四邊的夾角為120°，且第一邊與第二邊等長(zhǎng)，第三邊與第四邊等長(zhǎng)，在介質(zhì)基片上沿著其第一邊和第二邊均勻排布著兩列圓形金屬化通孔；諧振器腔體的四個(gè)側(cè)面中有圓形金屬化通孔的兩個(gè)側(cè)面作為電壁，其余兩個(gè)側(cè)面作為磁壁，所述兩條微帶線分別沿著兩個(gè)磁壁的邊沿設(shè)置并相交于兩個(gè)磁壁的交接處，所述橢圓形金屬化通孔設(shè)在前述介質(zhì)基片上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于1/3等邊三角形基片集成諧振器的四模帶通濾波器，其特征在于:所述兩條微帶線的阻抗均為50歐姆。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于1/3等邊三角形基片集成諧振器的四模帶通濾波器，其特征在于:所述四模帶通濾波器為鏡面對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于1/3等邊三角形基片集成諧振器的四模帶通濾波器，其特征在于:所述底層金屬層上刻蝕有一組缺陷地結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述基于1/3等邊三角形基片集成諧振器的四模帶通濾波器，其特征在于:所述缺陷地結(jié)構(gòu)包括3條相互平行的開(kāi)槽線，且每條開(kāi)槽線的兩端為箭頭狀。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了基于1/3等邊三角形基片集成諧振器的四模帶通濾波器，包含諧振器腔體、橢圓形金屬化通孔和2條微帶線。諧振器腔體由上至下依次包含相互平行的頂層金屬層、介質(zhì)基片和底層金屬層，兩條微帶線分別連接諧振器腔體，構(gòu)成一個(gè)完整的諧振器，并將橢圓形金屬化通孔設(shè)置在諧振器上。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工，且工作帶寬大，電性能良好，解決了濾波器頻率范圍增大與工業(yè)加工變難之間的矛盾。
【IPC分類(lèi)】H01P7-10, H01P1-203
【公開(kāi)號(hào)】CN104659451
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510068033
【發(fā)明人】許鋒, 鄭朝義
【申請(qǐng)人】南京郵電大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年5月27日
【申請(qǐng)日】2015年2月9日