CN101217207B - 基片集成波导双模椭圆响应滤波器 - Google Patents

基片集成波导双模椭圆响应滤波器 Download PDF

Info

Publication number
CN101217207B
CN101217207B CN200810019059XA CN200810019059A CN101217207B CN 101217207 B CN101217207 B CN 101217207B CN 200810019059X A CN200810019059X A CN 200810019059XA CN 200810019059 A CN200810019059 A CN 200810019059A CN 101217207 B CN101217207 B CN 101217207B
Authority
CN
China
Prior art keywords
cavity
hole
filter
dual
plated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN200810019059XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN101217207A (zh
Inventor
董元旦
洪伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southeast University
Original Assignee
Southeast University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southeast University filed Critical Southeast University
Priority to CN200810019059XA priority Critical patent/CN101217207B/zh
Publication of CN101217207A publication Critical patent/CN101217207A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101217207B publication Critical patent/CN101217207B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

基片集成波导双模椭圆响应滤波器采用了两个尺寸不同的双模单腔，在介质基片(1)的上、下表面分别敷有上表面金属层(7)和下表面金属层(8)，金属化通孔阵列(2)贯穿于介质基片(1)、上表面金属层(7)和下表面金属层(8)，由金属化通孔阵列(2)围成矩形结构的腔体(3)，在矩形结构的腔体(3)相对的两侧分别设有第一感性耦合孔(61)、第二感性耦合孔(62)将能量引入和导出腔体；第一金属化通孔阵列(4)和第二金属化通孔阵列(5)分别设在第一感性耦合孔(61)、第二感性耦合孔(62)外，对应于滤波器腔体的输入和输出，两个呈共线分布，由它们连向外部电路，可连向微带线或其它基片集成波导器件。

Description

基片集成波导双模椭圆响应滤波器
技术领域
本发明涉及一种毫米波滤波器，该滤波器使用基片集成波导(SubstrateIntegrated Waveguide SIW)双模腔体实现，具有椭圆响应的特点，特别适用于高频，低损耗，高集成度，以及对选择性有较高要求的应用场合。
背景技术
滤波器是电路系统重要的基本单元电路之一，它的性能对系统整体的选择性、噪声系数、增益、灵敏度等都有重要影响。微波毫米波电路中常用的有基于金属波导的滤波器和基于微带线、共面线等平面电路的滤波器。基于金属波导的滤波器通常具有高Q值、低损耗、选择性较好等优点，但其加工精度要求高、成本高、体积大、与有源电路较难集成。而基于微带线、共面线等平面电路技术的滤波器虽易与有源电路集成，但通常存在较大的辐射，损耗大，Q值低，性能较差。基片集成波导技术具有平面电路的易集成、制作方便等优点，又具有与金属波导滤波器近似的优良性能。由于频谱资源有限，现代通信系统对滤波器的选择性提出了越来越高的要求。椭圆响应滤波器无疑是一种优先的选择。实现椭圆滤波器的常用方法是利用交叉耦合，产生传输零点。但是该方法设计复杂，实现起来也比较困难。
发明内容
技术问题：本发明的目的是提出一种基片集成波导双模椭圆响应滤波器，它采用了基片集成波导技术，单层结构，加工实现简单，体积小，集成度高，另一方面，它采用了矩形双模腔体实现了椭圆响应，插损比较小，性能优异，并且设计也很方便。
技术方案：本发明提供了一种具有椭圆响应的双模腔体滤波器，主要基于基片集成波导技术和双模理论，非常适合应用于毫米波领域。
本发明采用如下技术方案：
该双模腔体椭圆响应滤波器采用了两个尺寸不同的双模单腔，以获得双边陡降的椭圆响应，每个单腔贡献一个零点和两个极点；每个单腔它采用了片集成波导技术，在介质基片的上、下表面分别敷有上表面金属层和下表面金属层，金属化通孔阵列贯穿于介质基片、上表面金属层和下表面金属层，由金属化通孔阵列围成矩形结构的腔体，在矩形结构的腔体相对的两侧分别设有第一感性耦合孔、第二感性耦合孔将能量引入和导出腔体；第一金属化通孔阵列和第二金属化通孔阵列分别设在第一感性耦合孔、第二感性耦合孔外，对应于滤波器腔体的输入和输出，两个呈共线分布，由它们连向外部电路，可连向微带线或其它基片集成波导器件。矩形结构的腔体的尺寸、结构、包括长和宽、长宽比，能独立的控制滤波器零点和极点的位置，这给设计带来很大的方便。
对于传输零点在左边的情况，第一感性耦合孔的宽度a为2.62mm，第二感性耦合孔的宽度b为4.587mm。对于传输零点在左边的情况，第一感性耦合孔的宽度a为2.62mm，第二感性耦合孔的宽度b为4.587mm。
对于传输零点在左边的情况，矩形结构的腔体长边width为10.46mm，短边长length为5.51mm。对于传输零点在右边的情况，矩形结构的腔体长边width为9.76mm，短边长length为5.73mm。
金属化通孔的直径vr为0.3mm，相邻通孔的间距vs为0.6mm。介质厚度为0.5mm，介电常数为2.2。
有益效果：
1.该滤波器具备很好的椭圆响应特性，有很好的选择性，上下边带响应比较对称。
2.该滤波器具有较小的插损，采用双模结构，只使用了两个腔体便实现了四个极点和两个可控的零点，而传统的交叉耦合椭圆响应腔体滤波器实现同样的性能需要四个腔体，由此会带来更大的插损。滤波器腔体相对于主模而言，具有更大的无载品质因素，因此可进一步较小损耗。
3.该滤波器采用了单层基片集成波导结构，实现非常简单，制作全部利用成熟的标准工业工艺，成本低而精度高，容易与有源平面电路集成，这相对于金属波导滤波器而言是个很大的优势。
4.该滤波器设计非常简单，两个双模腔体可独立设计，极点和零点是由腔体分别控制的，避免了交叉耦合椭圆滤波器的复杂的设计过程。
5.滤波器上下表面均由金属化孔相连，接地和隔离方便，输入输出之间容易实现完全隔离。以基片集成波导腔体作为谐振器，基本消除了辐射损耗，滤波器的损耗远低于基于微带和共面线的滤波器。
附图说明
图1为基片集成波导双模滤波器单腔结构图，其中图1(a)为正面视图，图1(b)为侧面视图。
图2为基片集成波导双模滤波器单腔传输特性及模式电场图，腔体尺寸说明图。
图3为实施例1两腔双模模滤波器结构图。
图4为实施实例滤波器传输特性图，其中虚线为测试结果，实线为仿真结果。
以上的图中有：介质基片1、金属化通孔阵列2、矩形结构的腔体3、第一金属化通孔阵列4、第二金属化通孔阵列5、第一感性耦合孔61、第二感性耦合孔62、上表面金属层7、下表面金属层8。
具体实施方式
该双模腔体椭圆响应滤波器采用了两个尺寸不同的双模单腔，以获得双边陡降的椭圆响应，每个单腔贡献一个零点和两个极点。单腔的结构如图1所示，它采用了基片集成波导技术，包括介质基片1，在介质基片1上下表面所敷的上表面金属层7、下表面金属层8，以及贯穿于上下两层金属面的上表面金属层7、下表面金属层8的金属化通孔阵列2。矩形结构的腔体3为标准的矩形结构，第一感性耦合孔61、第二感性耦合孔62将能量引入和导出腔体。第一金属化通孔阵列4、第二金属化通孔阵列5分别对应于滤波器腔体的输入和输出，两个呈共线分布，由它们连向外部电路，可连向微带线或其它基片集成波导器件，该通孔阵列还可以抑制低次模式的进入。此滤波器所用模式为TE103模和TE201模。图2展示了单个腔体的传输特性和以及所用模式的电场图，TE102模因滤波器输入输出呈直线分布且正好位于该模式的零电场处而可以被很好的抑制掉。通过适当调节腔体尺寸，可以很方便的将传输零点移至上边带或下边带，零极点可由腔体独立控制。
滤波器设计实物如图3所示。图1所示的双模腔体31，测试用或连向外部电路的微带及其渐变线32，感性孔径耦合窗33。整个滤波器由两个矩形双模腔体线直线排布而成，比较小巧，除去测试用的微带线及其渐变线，滤波器本身非常小。基片采用了Rogers5880，介电常数为2.2，厚0.5mm。两个不同的腔体各负责一个带外传输零点和两个带内极点，调试比较方便。滤波器的实测传输特性如图4虚线所示，实测回波损耗优于-11.5dB，带内插损大约为2.92dB，该损耗是包含了测试接头，微带馈电线及渐变线的影响，这些损耗在Ka波段还是比较明显的，扣除这部分损耗，滤波器的实际损耗会更小，应该小于2dB。所设计滤波器的中心频率为35GHz，实测带宽约为2GHz，可以发现，测试结果和仿真结果比较吻合，主要差别是带宽有点变大，这应该是左边腔体孔定位不准造成的。滤波器的选择性非常好，很快便下降到了-20dB以下，这是典型的椭圆滤波器特征。

Claims (4)

1.一种基片集成波导双模椭圆响应滤波器，其特征在于该双模椭圆响应滤波器采用了两个尺寸不同的双模单腔，以获得双边陡降的椭圆响应，每个单腔贡献一个零点和两个极点；每个单腔它采用了片集成波导技术，在介质基片(1)的上、下表面分别敷有上表面金属层(7)和下表面金属层(8)，金属化通孔阵列(2)贯穿于介质基片(1)、上表面金属层(7)和下表面金属层(8)，由金属化通孔阵列(2)围成矩形结构的腔体(3)，在矩形结构的腔体(3)相对的两侧分别设有第一感性耦合孔(61)、第二感性耦合孔(62)将能量引入和导出腔体；第一金属化通孔阵列(4)和第二金属化通孔阵列(5)分别设在第一感性耦合孔(61)、第二感性耦合孔(62)外，对应于滤波器腔体的输入和输出，两个呈共线分布，由它们连向外部电路，可连向微带线或其它基片集成波导器件。
2.根据权利要求1所述的基片集成波导双模椭圆响应滤波器，其特征在于第一感性耦合孔(61)的宽度a为2.62mm，第二感性耦合孔(62)的宽度b为4.587mm。
3.根据权利要求1所述的基片集成波导双模椭圆响应滤波器，其特征在于：矩形结构的腔体(3)的尺寸和结构能独立的控制滤波器零点和极点的位置，这给设计带来很大的方便。
4.根据权利要求1所述的基片集成波导双模椭圆响应滤波器，其特征在于金属化通孔(2)的直径vr为0.3mm，相邻通孔的间距vs为0.6mm。
CN200810019059XA 2008-01-11 2008-01-11 基片集成波导双模椭圆响应滤波器 Expired - Fee Related CN101217207B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200810019059XA CN101217207B (zh) 2008-01-11 2008-01-11 基片集成波导双模椭圆响应滤波器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200810019059XA CN101217207B (zh) 2008-01-11 2008-01-11 基片集成波导双模椭圆响应滤波器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101217207A CN101217207A (zh) 2008-07-09
CN101217207B true CN101217207B (zh) 2011-02-09

Family

ID=39623587

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200810019059XA Expired - Fee Related CN101217207B (zh) 2008-01-11 2008-01-11 基片集成波导双模椭圆响应滤波器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101217207B (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8198961B2 (en) * 2008-12-23 2012-06-12 Gemtek Technology Co., Ltd. Microwave filter based on a novel combination of single-mode and dual-mode cavities
CN102354790B (zh) * 2011-10-25 2014-04-09 电子科技大学 高度小型化的基片集成波导谐振器
CN103259068B (zh) * 2013-04-07 2015-06-03 华南理工大学 一种基片集成波导毫米波带通滤波器及其改进方法
CN103647123B (zh) * 2013-12-18 2015-06-17 电子科技大学 半模基片集成波导横向对称滤波器
CN106848510A (zh) * 2017-03-03 2017-06-13 南京理工大学 一种叠层基片集成波导结构的双通带差分滤波器
CN108631031B (zh) * 2018-05-31 2019-12-31 南京邮电大学 三角形基片集成波导谐振腔双模带通滤波器
CN109802208A (zh) * 2019-03-11 2019-05-24 重庆邮电大学 用于毫米波通信的基片集成波导滤波器及其制备方法
CN110299587A (zh) * 2019-07-19 2019-10-01 成都频岢微电子有限公司 一种基于均匀阻抗谐振器加载的siw滤波器及hmsiw滤波器

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201178125Y (zh) * 2008-01-11 2009-01-07 东南大学 基片集成波导双模椭圆响应滤波器

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201178125Y (zh) * 2008-01-11 2009-01-07 东南大学 基片集成波导双模椭圆响应滤波器

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Hong Jun Tang et al.Development of Millimeter-Wave Planar Diplexers Based on Complementary Characters of Dual-Mode Substrate Integrated Waveguide Filters With Circular and Elliptic Cavities.《Microwave Theory and Techniques,IEEE》.2007,第55卷(第4期),776-782. *
Xiaoping Chen et al..Substrate Integrated Waveguide Elliptic Filter with high mode.《Microwave Conference Proceedings,2005.APMC 2005》.2005,第1卷 *
Xiaoping Chen et al.Planar Asymmetric Dual-Mode Filters Based on Substrate Integrated waveguide (SIW).《Microwave Symposium Diqest,2005 IEEE MTT-S International》.2005, *
XiaopingChenetal..SubstrateIntegratedWaveguideEllipticFilterwithhighmode.《MicrowaveConferenceProceedings 2005.APMC 2005》.2005

Also Published As

Publication number Publication date
CN101217207A (zh) 2008-07-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101217207B (zh) 基片集成波导双模椭圆响应滤波器
US11139548B2 (en) Dual-mode monoblock dielectric filter and control elements
CN1925211B (zh) 半模基片集成波导滤波器
CN109301416B (zh) 悬置基片集成波导传输线
CN113270705B (zh) 一种毫米波收发天线的微带线探针转换结构
CN109830789B (zh) 一种基于折叠基片集成波导和互补开口谐振环的宽带带通滤波器
KR102674497B1 (ko) 도파관 필터
CN103579722A (zh) 双频带滤波器
CN201178125Y (zh) 基片集成波导双模椭圆响应滤波器
CN101217209B (zh) 基于方形高次模腔体的基片集成波导多模滤波器
CN100412584C (zh) 基片集成波导准感性窗滤波器
CN110676542B (zh) 端口耦合结构、滤波器及射频组件
CN105449322B (zh) 毫米波双通带滤波器及其设计方法
CN201174412Y (zh) 基片集成波导高次双模圆形腔体滤波器
CN203085714U (zh) 源和负载直接耦合的基片集成波导滤波器
CN100444461C (zh) 基片集成波导准感性通孔滤波器
CN112688041B (zh) 多通路交叉耦合毫米波滤波器
CN113097680B (zh) 一种径向基片集成波导滤波功分器
CN112086717B (zh) 一种容性贴片加载的双模基片集成波导带通滤波器
CN115997320A (zh) 介质滤波器和具有该介质滤波器的au、ru或bs
CN111564683A (zh) 八分之一模和四分之一模组合的基片集成波导滤波器
CN105322260A (zh) 电磁波模变换器
CN214411471U (zh) W波段e面波导双通带滤波器
CN101494311B (zh) 基于衬底集成波导的小型化功率分配/合成网络
CN105048037A (zh) 一种基于siw加载交指槽线结构的微带带通滤波器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20110209

Termination date: 20210111

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee