高選擇性雙?；刹▽?dǎo)濾波器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種高選擇性雙模基片集成波導(dǎo)濾波器，濾波器中上金屬貼片為矩形且相鄰的兩邊分別設(shè)有輸入端和輸出端，輸入端包括由上金屬貼片延伸出的第一帶狀貼片，第一帶狀貼片僅基部與上金屬貼片相連，第一帶狀貼片兩邊與上金屬貼片之間分別設(shè)有第一L形間隙和第二L形間隙，輸出端包括由上金屬貼片延伸出的第二帶狀貼片，第二帶狀貼片僅基部與上金屬貼片相連，第二帶狀貼片兩邊與上金屬貼片之間分別設(shè)有第三L形間隙和第四L形間隙，金屬化通孔沿著上金屬貼片的四邊設(shè)置，且相鄰兩個金屬化通孔之間距離相等。本實(shí)用新型在不增加額外電路的情況下增加了一個傳輸零點(diǎn)，提高了濾波器的頻率選擇性，結(jié)構(gòu)簡單，方便加工。
【專利說明】
高選擇性雙模基片集成波導(dǎo)濾波器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型涉及微波元器件領(lǐng)域，特別是涉及高選擇性雙?；刹▽?dǎo)濾波 器。
【背景技術(shù)】
[0002] 基片集成波導(dǎo)是近年來出現(xiàn)中微波毫米波領(lǐng)域內(nèi)的一種能夠集成于介質(zhì)基片中 的新型導(dǎo)波結(jié)構(gòu)，它具有插入損耗小、輻射低、功率容量高等優(yōu)點(diǎn)，常常用來構(gòu)成濾波器。然 而，現(xiàn)有技術(shù)中的采用基片集成波導(dǎo)構(gòu)成的濾波器往往只具有一個傳輸零點(diǎn)，頻率選擇性 較差。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003] 實(shí)用新型目的:本實(shí)用新型的目的是提供一種具有兩個傳輸零點(diǎn)的高選擇性雙模 基片集成波導(dǎo)濾波器。
[0004] 技術(shù)方案:本實(shí)用新型所述的高選擇性雙?；刹▽?dǎo)濾波器，包括介質(zhì)基片， 介質(zhì)基片的上表面和下表面分別設(shè)有上金屬貼片和下金屬貼片，上金屬貼片和下金屬貼片 之間由金屬化通孔連接，上金屬貼片為矩形且相鄰的兩邊分別設(shè)有輸入端和輸出端，輸入 端包括由上金屬貼片延伸出的第一帶狀貼片，第一帶狀貼片僅基部與上金屬貼片相連，第 一帶狀貼片兩邊與上金屬貼片之間分別設(shè)有第一L形間隙和第二L形間隙，輸出端包括由上 金屬貼片延伸出的第二帶狀貼片，第二帶狀貼片僅基部與上金屬貼片相連，第二帶狀貼片 兩邊與上金屬貼片之間分別設(shè)有第三L形間隙和第四L形間隙，金屬化通孔沿著上金屬貼片 的四邊設(shè)置，且相鄰兩個金屬化通孔之間距離相等。
[0005] 進(jìn)一步，所述沿著輸入端所在邊設(shè)置的金屬化通孔中，金屬化通孔的個數(shù)如果是 偶數(shù)，則第一帶狀貼片兩邊的金屬化通孔的個數(shù)相同，如果是奇數(shù)，則第一帶狀貼片兩邊的 金屬化通孔的個數(shù)相差一個;沿著輸出端所在邊設(shè)置的金屬化通孔中，金屬化通孔的個數(shù) 如果是偶數(shù)，則第二帶狀貼片兩邊的金屬化通孔的個數(shù)相同，如果是奇數(shù)，則第二帶狀貼片 兩邊的金屬化通孔的個數(shù)相差一個。
[0006] 進(jìn)一步，所述第一 L形間隙和第二L形間隙相對于第一帶狀貼片對稱，第三L形間隙 和第四L形間隙相對于第二帶狀貼片對稱。
[0007] 進(jìn)一步，所述第一 L形間隙、第二L形間隙、第三L形間隙和第四L形間隙形狀大小相 同，第一L形間隙包括相互垂直的第一長間隙和第一短間隙，第一短間隙的長度L 2和寬度W2 的取值范圍如式(1)、（2)所示：
[0008] /J2 e 〇 垚λ) ⑴
[0009] W'l ￡ ('. - λ，一八） C 2) \,'Λ 5 J. 5 J
[0010] 式(1)、（2)中，λ為：
[0011] λ = - (3) J TEm〇7i
[0012] 式⑶中，CQ為真空中的光速，fTEmQn為基片集成波導(dǎo)諧振腔的諧振頻率，如式⑷所 示：
[0013]
(4)
[0014]式(4)中，m和η為正整數(shù)，介質(zhì)基片的相對介電常數(shù)，aeff和beff分別為基片集 成波導(dǎo)諧振腔的有效寬度和有效長度，如式(5)、（6)所示：
[0015] (5)
[0016] (6)
[0017] 式(5)、（6)中，a為沿著上金屬貼片一條邊設(shè)置的所有金屬化通孔中第一個金屬化 通孔到最后一個金屬化通孔之間的距離，b為沿著上金屬貼片另一條邊設(shè)置的所有金屬化 通孔中第一個金屬化通孔到最后一個金屬化通孔之間的距離，D為金屬化通孔的直徑，P為 相鄰兩個金屬化通孔之間的距離。
[0018] 進(jìn)一步，所述濾波器采用介電常數(shù)為2.2、厚度為0.508mm的介質(zhì)基片進(jìn)行制作，各 部分的參數(shù)為:沿著上金屬貼片一條邊設(shè)置的所有金屬化通孔中第一個金屬化通孔到最后 一個金屬化通孔之間的距離a為20.6mm，沿著上金屬貼片另一條邊設(shè)置的所有金屬化通孔 中第一個金屬化通孔到最后一個金屬化通孔之間的距離b為20.6mm，金屬化通孔的直徑D為 1mm，相鄰兩個金屬化通孔之間的距離P為2mm，第一帶狀貼片的長度1^為12.08mm，第一帶狀 貼片的寬度Wm為1.6_，第一帶狀貼片兩邊最近的金屬化通孔之間的距離W e為5.1_，第一長 間隙的長度LAe · 64mm，第一長間隙的寬度1為0 · Imm，第一短間隙的長度LAl · 08mm，第一 短間隙的寬度W2為0.6mm。
[0019] 有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下的有益效果：
[0020] 1)本實(shí)用新型通過優(yōu)化互相垂直的輸入端和輸出端結(jié)構(gòu)，在激勵基片集成波導(dǎo)腔 雙模諧振的同時在腔內(nèi)方便地實(shí)現(xiàn)了附加的直接耦合通路，進(jìn)而引入一個新的傳輸零點(diǎn)， 從而使得濾波器具有兩個傳輸零點(diǎn)，有效提高了濾波器的頻率選擇性；
[0021] 2)本實(shí)用新型在增加一個新的傳輸零點(diǎn)的同時并沒有增加濾波器的尺寸面積，在 電路上也不需要增加任何輔助電路或器件，相對于現(xiàn)有技術(shù)而言，具有結(jié)構(gòu)簡單、加工方便 的優(yōu)點(diǎn)；
[0022] 3)本實(shí)用新型適用于PCB、LTCC等平面加工工藝，便于高選擇性濾波器的平面化、 集成化。
【附圖說明】
[0023] 圖1為本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】中濾波器的立體圖；
[0024] 圖2為本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】中濾波器的拆分結(jié)構(gòu)圖；
[0025] 圖3為本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】中濾波器的上金屬貼片的結(jié)構(gòu)圖；
[0026] 圖4為本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】中濾波器的上金屬貼片的局部結(jié)構(gòu)圖；
[0027] 圖5為本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】中濾波器的S參數(shù)仿真結(jié)果。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步的介紹。
[0029] 本實(shí)用新型公開了一種高選擇性雙?；刹▽?dǎo)濾波器，如圖1和圖2所示，包 括介質(zhì)基片2,介質(zhì)基片2的上表面和下表面分別設(shè)有上金屬貼片1和下金屬貼片3,上金屬 貼片1和下金屬貼片3之間由金屬化通孔13連接，上金屬貼片1為矩形且相鄰的兩邊分別設(shè) 有輸入端和輸出端，如圖3所示，輸入端包括由上金屬貼片1延伸出的第一帶狀貼片11，第一 帶狀貼片11僅基部與上金屬貼片1相連，第一帶狀貼片11兩邊與上金屬貼片1之間分別設(shè)有 第一 L形間隙111和第二L形間隙112,輸出端包括由上金屬貼片1延伸出的第二帶狀貼片12， 第二帶狀貼片12僅基部與上金屬貼片1相連，第二帶狀貼片12兩邊與上金屬貼片1之間分別 設(shè)有第三L形間隙121和第四L形間隙122。第一 L形間隙111和第二L形間隙112相對于第一帶 狀貼片11對稱，第三L形間隙121和第四L形間隙122相對于第二帶狀貼片12對稱，且第一 L形 間隙111、第二L形間隙112、第三L形間隙121和第四L形間隙122形狀大小相同。金屬化通孔 13沿著上金屬貼片1的四邊設(shè)置，且相鄰兩個金屬化通孔13之間距離相等。
[0030] 下面介紹第一L形間隙的結(jié)構(gòu)，由此可得知其他三個L形間隙的結(jié)構(gòu)：如圖4所示， 第一 L形間隙111包括相互垂直的第一長間隙111 1和第一短間隙1112，第一長間隙111 1的長 度為L1，第一長間隙1111的寬度為1，第一短間隙1112的長度為L2,第一短間隙的寬度為W 2。
[0031] 濾波器采用介電常數(shù)為2.2、厚度為0.508mm的介質(zhì)基片2進(jìn)行制作，各部分的參數(shù) 如圖3所示，為:沿著上金屬貼片1 一條邊設(shè)置的所有金屬化通孔13中第一個金屬化通孔到 最后一個金屬化通孔之間的距離a為20.6mm，沿著上金屬貼片1另一條邊設(shè)置的所有金屬化 通孔13中第一個金屬化通孔到最后一個金屬化通孔之間的距離b為20.6mm，金屬化通孔13 的直徑D為1mm，相鄰兩個金屬化通孔13之間的距離P為2mm，第一帶狀貼片11的長度L mS 12.08mm，第一帶狀貼片11的寬度Wm為1.6mm，第一帶狀貼片11兩邊最近的金屬化通孔13之 間的距離W e為5 . Imm，第一長間隙1111的長度1^為6.64mm，第一長間隙1111的寬度1為 0 · Imm，第一短間隙1112的長度L2為1 · 08mm，第一短間隙1112的寬度W2為0 · 6mm。
[0032]濾波器的S參數(shù)曲線如圖5所示，可見，在IlGHz~12GHz的頻段內(nèi)具有兩個傳輸零 點(diǎn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 高選擇性雙模基片集成波導(dǎo)濾波器，其特征在于:包括介質(zhì)基片(2)，介質(zhì)基片(2)的 上表面和下表面分別設(shè)有上金屬貼片（1)和下金屬貼片（3)，上金屬貼片（1)和下金屬貼片 (3)之間由金屬化通孔（13)連接，上金屬貼片（1)為矩形且相鄰的兩邊分別設(shè)有輸入端和輸 出端，輸入端包括由上金屬貼片（1)延伸出的第一帶狀貼片（11)，第一帶狀貼片（11)僅基部 與上金屬貼片（1)相連，第一帶狀貼片（11)兩邊與上金屬貼片（1)之間分別設(shè)有第一 L形間 隙（111)和第二L形間隙（112)，輸出端包括由上金屬貼片（1)延伸出的第二帶狀貼片（12)， 第二帶狀貼片（12)僅基部與上金屬貼片（1)相連，第二帶狀貼片（12)兩邊與上金屬貼片（1) 之間分別設(shè)有第=L形間隙（121)和第四L形間隙（122)，金屬化通孔（13)沿著上金屬貼片 (1)的四邊設(shè)置，且相鄰兩個金屬化通孔(13)之間距離相等。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高選擇性雙?；刹▽?dǎo)濾波器，其特征在于:所述沿著輸 入端所在邊設(shè)置的金屬化通孔（13)中，金屬化通孔（13)的個數(shù)如果是偶數(shù)，則第一帶狀貼 片（11)兩邊的金屬化通孔（13)的個數(shù)相同，如果是奇數(shù)，則第一帶狀貼片（11)兩邊的金屬 化通孔（13)的個數(shù)相差一個;沿著輸出端所在邊設(shè)置的金屬化通孔（13)中，金屬化通孔 (13)的個數(shù)如果是偶數(shù)，則第二帶狀貼片（12)兩邊的金屬化通孔（13)的個數(shù)相同，如果是 奇數(shù)，則第二帶狀貼片（12)兩邊的金屬化通孔(13)的個數(shù)相差一個。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高選擇性雙模基片集成波導(dǎo)濾波器，其特征在于:所述第一 L 形間隙（111)和第二L形間隙（112)相對于第一帶狀貼片（11)對稱，第SL形間隙（121)和第 四L形間隙（122)相對于第二帶狀貼片（12)對稱。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高選擇性雙模基片集成波導(dǎo)濾波器，其特征在于:所述第一 L 形間隙（111)、第二L形間隙（112)、第SL形間隙（121)和第四L形間隙（122)形狀大小相同， 第一L形間隙（111)包括相互垂直的第一長間隙（1111)和第一短間隙（1112)，第一短間隙 (1112)的長度L2和寬度W2的取值范圍如式(1)、（2)所示：Cl) (2) 式(1)、(2)4 (3) 式(3)中，CO; 波導(dǎo)諧振腔的諧振頻率，如式(4)所示： (4) 式(4)中，m和n為正堅(jiān)數(shù)，Er為介質(zhì)基片（2)的相對介電常數(shù)，aeff和beff分別為基片集成 波導(dǎo)諧振腔的有效寬度和有效長度，如式(5)、（6)所示：(5) (6) 式(5)、（6)中，a為沿著上金屬貼片（1)一條邊設(shè)置的所有金屬化通孔（13)中第一個金 屬化通孔（13)到最后一個金屬化通孔（13)之間的距離，b為沿著上金屬貼片（1)另一條邊設(shè) 置的所有金屬化通孔（13)中第一個金屬化通孔（13)到最后一個金屬化通孔（13)之間的距 離，D為金屬化通孔(13)的直徑，P為相鄰兩個金屬化通孔(13)之間的距離。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高選擇性雙?；刹▽?dǎo)濾波器，其特征在于:所述濾波器 采用介電常數(shù)為2.2、厚度為0.508mm的介質(zhì)基片(2)進(jìn)行制作，各部分的參數(shù)為:沿著上金 屬貼片（1) 一條邊設(shè)置的所有金屬化通孔(13)中第一個金屬化通孔（13)到最后一個金屬化 通孔(13)之間的距離a為20.6mm，沿著上金屬貼片（1)另一條邊設(shè)置的所有金屬化通孔(13) 中第一個金屬化通孔（13)到最后一個金屬化通孔（13)之間的距離b為20.6mm，金屬化通孔 (13)的直徑D為1mm，相鄰兩個金屬化通孔（13)之間的距離P為2mm，第一帶狀貼片（11)的長 度Lm為12.08mm，第一帶狀貼片（11)的寬度Wm為1.6mm，第一帶狀貼片（11)兩邊最近的金屬化 通孔（13)之間的距離We為5.1mm，第一長間隙（1111)的長度。為6.64mm，第一長間隙（1111) 的寬度Wi為0.1mm，第一短間隙（1112)的長度L2為1.08mm，第一短間隙（1112)的寬度化為 0.6mm。
【文檔編號】H01P1/20GK205543165SQ201620283602
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月7日
【發(fā)明人】馬東東, 龔克, 倉玉萍, 劉彥, 胡鵬, 劉曉
【申請人】信陽師范學(xué)院