一種基片集成波導(dǎo)高通濾波器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及微波濾波器技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基片集成波導(dǎo)高通濾波器。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳輸線一般分為平面?zhèn)鬏斁€和非平面?zhèn)鬏斁€。平面?zhèn)鬏斁€有微帶線和共面波導(dǎo)， 易于與半導(dǎo)體等其他器件集成；非平面?zhèn)鬏斁€，主要包括矩形波導(dǎo)、圓形波導(dǎo)、同軸線等，其 不易于集成，且造價高?；刹▽?dǎo)（SIW)含有以上兩種傳輸線的優(yōu)點(diǎn)，是兩種傳輸線的 結(jié)合。
[0003] 基片集成波導(dǎo)濾波器是一種在介質(zhì)基片上實(shí)現(xiàn)的濾波器，它的性能類似于矩形波 導(dǎo)濾波器，因此具有品質(zhì)因數(shù)高的優(yōu)點(diǎn)。另一方面，基片集成波導(dǎo)濾波器是在基片上實(shí)現(xiàn)傳 統(tǒng)金屬波導(dǎo)濾波器的性能，因而同時具有體積小，重量輕，成本低，易于加工，易于與其它平 面微波結(jié)構(gòu)集成等傳統(tǒng)金屬波導(dǎo)濾波器所沒有的優(yōu)點(diǎn)?；谏鲜鰞?yōu)點(diǎn)，基片集成波導(dǎo)濾波 器被廣泛地研究。
[0004] 基片集成波導(dǎo)本身具有高通特性，但是通帶特性不容易控制和調(diào)節(jié)。為了減少器 件的尺寸，又提出了半?；刹▽?dǎo)的概念，尺寸雖減少了一半但能量的泄露比全模基 片集成波導(dǎo)大很多，并且半模基片集成波導(dǎo)高通濾波器同樣也存在不能權(quán)衡帶外抑制和通 帶內(nèi)回波損耗的缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、容易實(shí)現(xiàn)的基片集成波導(dǎo)高通濾波器，該 濾波器既保證了較好的帶外抑制，又能使通帶內(nèi)回波損耗足夠小。
[0006] 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種基片集成波導(dǎo)高通濾波器，包括輸入端 的窄帶基片集成波導(dǎo)帶阻濾波器和輸出端的傳統(tǒng)基片集成波導(dǎo)高通濾波器，以及二者之間 的基片集成波導(dǎo)過渡結(jié)構(gòu)；整個基片集成波導(dǎo)包括金屬貼片、介質(zhì)基片、金屬通孔，在介質(zhì) 基片的上、下表面分別設(shè)有金屬貼片，上、下表面的金屬貼片由金屬通孔連接；金屬貼片的 輸入、輸出兩側(cè)均通過梯形微帶漸變線過渡為微帶線，金屬貼片兩側(cè)的微帶線分別是整個 濾波器的輸入端和輸出端；所述帶阻濾波器由多個短截線諧振器構(gòu)成；所述帶阻濾波器的 上邊帶為傳統(tǒng)基片集成波導(dǎo)高通濾波器的截止頻率。
[0007] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)為：（1)采用窄帶基片集成波導(dǎo)帶阻濾波器 與傳統(tǒng)SIW高通濾波器相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)截止頻率處的通帶特性，又實(shí)現(xiàn)了截止頻率后的 高通特性；（2)該濾波器采用基片集成波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，功率容量比較大；（3)高通濾波器結(jié)構(gòu)簡 單，容易實(shí)現(xiàn)。
【附圖說明】
[0008] 圖1是本發(fā)明基片集成波導(dǎo)高通濾波器的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009] 圖2是本發(fā)明基片集成波導(dǎo)高通濾波器中帶阻濾波器的S參數(shù)圖。
[0010] 圖3是本發(fā)明基片集成波導(dǎo)高通濾波器與傳統(tǒng)基片集成波導(dǎo)高通濾波器的S參數(shù) 比較圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011] 下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0012] 結(jié)合圖1，本發(fā)明基片集成波導(dǎo)高通濾波器，包括輸入端的窄帶基片集成波導(dǎo)帶阻 濾波器1和輸出端的傳統(tǒng)基片集成波導(dǎo)高通濾波器3,以及二者之間的基片集成波導(dǎo)過渡 結(jié)構(gòu)2 ;整個基片集成波導(dǎo)a包括金屬貼片al、介質(zhì)基片a2、金屬通孔a3,在介質(zhì)基片a2的 上、下表面分別設(shè)有金屬貼片al，上、下表面的金屬貼片al由金屬通孔a3連接；金屬貼片 al的輸入、輸出兩側(cè)均通過梯形微帶漸變線4、5過渡為微帶線6、7,金屬貼片al兩側(cè)的微 帶線6、7分別是整個濾波器的輸入端和輸出端；所述帶阻濾波器1由多個短截線諧振器11 構(gòu)成；所述帶阻濾波器1的上邊帶為傳統(tǒng)基片集成波導(dǎo)高通濾波器3的截止頻率。
[0013] 所述帶阻濾波器1與傳統(tǒng)基片集成波導(dǎo)高通濾波器3之間的基片集成波導(dǎo)過渡結(jié) 構(gòu)2,采用兩階階梯漸變波導(dǎo)過渡結(jié)構(gòu)，包括從帶阻濾波器1輸出端開始順次設(shè)置的第一階 梯21和第二階梯22。所述金屬貼片al兩側(cè)的微帶線6、7均為阻抗50歐姆的微帶線。所 述帶阻濾波器1由3個短截線諧振器（11)構(gòu)成，且短截線諧振器11的長度均為Xg/2,相 鄰短截線諧振器11的間距為3Ag/4,Ag為帶阻濾波器1的阻帶中心頻率所對應(yīng)的波導(dǎo)波 長。所述傳統(tǒng)基片集成波導(dǎo)高通濾波器3的寬度即兩排金屬通孔中心的垂直距離，根據(jù)以 下公式確定：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基片集成波導(dǎo)高通濾波器，其特征在于，包括輸入端的窄帶基片集成波導(dǎo)帶阻 濾波器（1)和輸出端的傳統(tǒng)基片集成波導(dǎo)高通濾波器（3)，以及二者之間的基片集成波導(dǎo) 過渡結(jié)構(gòu)（2);整個基片集成波導(dǎo)（a)包括金屬貼片（al)、介質(zhì)基片（a2)、金屬通孔（a3)，在 介質(zhì)基片（a2)的上、下表面分別設(shè)有金屬貼片（al)，上、下表面的金屬貼片（al)由金屬通 孔（a3)連接；金屬貼片（al)的輸入、輸出兩側(cè)均通過梯形微帶漸變線（4、5)過渡為微帶線 (6、7)，金屬貼片（al)兩側(cè)的微帶線（6、7)分別是整個濾波器的輸入端和輸出端；所述帶阻 濾波器（1)由多個短截線諧振器（11)構(gòu)成；所述帶阻濾波器（1)的上邊帶為傳統(tǒng)基片集成 波導(dǎo)高通濾波器（3)的截止頻率。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基片集成波導(dǎo)高通濾波器，其特征在于，所述傳統(tǒng)基片集成 波導(dǎo)高通濾波器（3)的寬度即兩排金屬通孔中心的垂直距離，根據(jù)以下公式確定：
式中，f。為傳統(tǒng)基片集成波導(dǎo)高通濾波器（3)的截止頻率，V為光在介質(zhì)基片（a2)中 的傳播速度，λ。為截止頻率f。所對應(yīng)的波長，為傳統(tǒng)基片集成波導(dǎo)高通濾波器（3)的 等效寬度，asiw為傳統(tǒng)基片集成波導(dǎo)高通濾波器（3)的實(shí)際寬度，c為光在真空中傳播的速 度， ε !?為介質(zhì)基片（a2)的介電常數(shù)，d為金屬通孔（a3)的直徑，p為相鄰金屬通孔（a3)圓 心之間的距離。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基片集成波導(dǎo)高通濾波器，其特征在于，所述帶阻濾波器（1) 與傳統(tǒng)基片集成波導(dǎo)高通濾波器（3)之間的基片集成波導(dǎo)過渡結(jié)構(gòu)（2)，采用兩階階梯漸 變波導(dǎo)過渡結(jié)構(gòu)，包括從帶阻濾波器（1)輸出端開始順次設(shè)置的第一階梯（21)和第二階梯 (22)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基片集成波導(dǎo)高通濾波器，其特征在于，所述金屬貼片（al) 兩側(cè)的微帶線（6、7)均為阻抗50歐姆的微帶線。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基片集成波導(dǎo)高通濾波器，其特征在于，所述帶阻濾波器（1) 由3個短截線諧振器（11)構(gòu)成，且短截線諧振器（11)的長度均為λ g/2,相鄰短截線諧振 器（11)的間距為3 λ g/4, λ g為帶阻濾波器（1)的阻帶中心頻率所對應(yīng)的波導(dǎo)波長。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基片集成波導(dǎo)高通濾波器。該濾波器包括窄帶基片集成波導(dǎo)帶阻濾波器和傳統(tǒng)的基片集成波導(dǎo)高通濾波器，以及兩者之間的基片集成波導(dǎo)階梯過渡。整個基片集成波導(dǎo)部分包括金屬貼片、介質(zhì)基片、金屬通孔，介質(zhì)基片的表面設(shè)有金屬貼片，金屬貼片的兩端通過梯形微帶漸變線過渡為阻抗50歐姆的微帶線，微帶線連接濾波器的輸入端和輸出端。窄帶基片集成波導(dǎo)帶阻濾波器由短截線諧振器構(gòu)成；帶阻濾波器的輸出端連接一個基片集成波導(dǎo)階梯過渡段，該階梯過渡段為兩階波導(dǎo)階梯漸變結(jié)構(gòu)；波導(dǎo)階梯過渡直接與傳統(tǒng)的高通濾波器相連；帶阻濾波器的上邊帶為傳統(tǒng)基片集成波導(dǎo)高通濾波器的截止頻率。該濾波器保證了較好的帶外抑制，且通帶內(nèi)回波損耗較小。
【IPC分類】H01P1-20, H01P1-203
【公開號】CN104733812
【申請?zhí)枴緾N201310724585
【發(fā)明人】陳如山, 杜磊, 畢軍建, 丁大志, 樊振宏, 徐娟, 李兆龍
【申請人】南京理工大學(xué)
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2013年12月24日