CN103904392B - 基片集成波导滤波器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种选择性高、体积小、损耗低的基片集成波导滤波器。该基片集成波导滤波器，包括从上到下依次层叠设置的第一金属层、第一介质基板、第二介质基板、第二金属层、金属化通孔阵列，所述第一介质基板与第二介质基板之间设置有第一带状耦合单元与第二带状耦合单元。本发明利用LTCC技术将带状耦合单元集成于基片集成波导滤波器的谐振腔内部，无需增加谐振腔的数目，即可增添一条信号的传输通道，从而可在阻带内获得一个传输零点，提高了滤波器的选择性，同时传输零点位置可以通过调整带状线耦合单元的谐振频率进行灵活控制，而且由于不需要较多的谐振腔级数，具有体积小、重量轻，损耗低的特点。适合在微波毫米波技术领域推广应用。

Description

基片集成波导滤波器
技术领域
本发明涉及微波毫米波技术领域，具体涉及一种基片集成波导滤波器。
背景技术
滤波器是通信系统中的最基本的基本电路之一，其性能直接关系到整个系统的性能。传统的滤波器一般分为平面微带或带状线结构滤波器和金属波导结构滤波器。平面微带或带状线结构滤波器虽易于集成，但辐射损耗大、Q值低。金属波导结构滤波器虽然具有损耗低、Q值高、选择性好等特点，但是体积大、加工调试复杂，不利于与有源电路基板集成。基于基片集成波导技术的滤波器既保留了平面微带或带状线滤波器的易于集成和加工方便等优势，又兼具金属波导滤波器损耗低、Q值高、选择性好的特点，目前受到了广泛的关注。
为了适应现代通信系统对滤波器的体积和选择性提出的更高要求，传统的基片集成波导滤波器结构的设计一般通过增加谐振器级数的方式来获得更多的传输零点以提高带外选择性，但受限于基片集成波导谐振腔较大的占用面积，随着谐振腔数目的增加，不但滤波器的体积会增大，其损耗也会随之增高，从而对通信系统的选择性、噪声系数、增益和灵敏度等指标造成直接影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种选择性高、体积小、损耗低的基片集成波导滤波器。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：该基片集成波导滤波器，包括从上到下依次层叠设置的第一金属层、第一介质基板、第二介质基板、第二金属层、金属化通孔阵列，所述第一金属层上设置有共面波导输入端与共面波导输出端，所述金属化通孔阵列贯穿第一介质基板、第二介质基板并且与第一金属层、第二金属层共同围成第一谐振腔和第二谐振腔，所述第一谐振腔与第二谐振腔通过感性耦合窗相互耦合，所述第一介质基板与第二介质基板之间设置有第一带状耦合单元与第二带状耦合单元，第一带状耦合单元位于第一谐振腔内并且通过设置在第一介质基板上的第一金属通孔与共面波导输入端相连，第二带状耦合单元位于第二谐振腔内并且通过设置在第一介质基板上的第二金属通孔与共面波导输出端相连。
进一步的是，在第二介质基板朝向第一介质基板的表面印刷长方形金属导线形成所述的第一带状耦合单元与第二带状耦合单元。
进一步的是，所述第一金属层、第二金属层、第一带状耦合单元、第二带状耦合单元采用金或银制作而成。
进一步的是，所述第一介质基板、第二介质基板采用介电常数在1-20范围内的微波介质陶瓷制作而成。
本发明的有益效果：本发明所述基片集成波导滤波器利用LTCC技术将带状耦合单元集成于基片集成波导滤波器的谐振腔内部，无需增加谐振腔的数目，即可增添一条信号的传输通道，从而可在阻带内获得一个传输零点，提高了滤波器的选择性，同时传输零点位置可以通过调整带状耦合单元的谐振频率进行灵活控制，满足不同频段的使用需求，而且由于不需要较多的谐振腔级数，具有体积小、重量轻，损耗低、结构简单的特点。
附图说明
图1是本发明基片集成波导滤波器的三维结构示意图；
图2是本发明基片集成波导滤波器的耦合拓扑图，其中R1代表第一谐振腔，R2代表第二谐振腔，S1代表第一带状耦合单元，S2代表第二带状耦合单元；
图3本发明基片集成波导滤波器与传统的基片集成波导滤波器的传输特性对比图；
图中标记说明：第一金属层1、第一介质基板2、第二介质基板3、第二金属层4、金属化通孔阵列5、共面波导输入端6、共面波导输出端7、第一谐振腔8、第二谐振腔9、感性耦合窗10、第一带状耦合单元11、第二带状耦合单元12、第一金属通孔13、第二金属通孔14。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
如图1所示，该基片集成波导滤波器，包括从上到下依次层叠设置的第一金属层1、第一介质基板2、第二介质基板3、第二金属层4、金属化通孔阵列5，所述第一金属层1上设置有共面波导输入端6与共面波导输出端7，所述金属化通孔阵列5贯穿第一介质基板2、第二介质基板3并且与第一金属层1、第二金属层4共同围成第一谐振腔8和第二谐振腔9，所述第一谐振腔8与第二谐振腔9通过感性耦合窗10相互耦合，所述第一介质基板2与第二介质基板3之间设置有第一带状耦合单元11与第二带状耦合单元12，第一带状耦合单元11位于第一谐振腔8内并且通过设置在第一介质基板2上的第一金属通孔13与共面波导输入端6相连，第二带状耦合单元12位于第二谐振腔9内并且通过设置在第一介质基板2上的第二金属通孔14与共面波导输出端7相连。本发明所述基片集成波导滤波器利用LTCC技术将带状耦合单元集成于基片集成波导滤波器的谐振腔内部，无需增加谐振腔的数目，即可增添一条信号的传输通道，如图2所示，从而可在阻带内获得一个传输零点，提高了滤波器的选择性，同时传输零点位置可以通过调整带状耦合单元的谐振频率进行灵活控制，满足不同频段的使用需求，而且由于不需要较多的谐振腔级数，具有体积小、重量轻，损耗低、结构简单的特点。
所述第一带状耦合单元11与第二带状耦合单元12可以采用多种方式实现，为了便于加工制作，作为优选的方式是：在第二介质基板3朝向第一介质基板2的表面印刷长方形金属导线形成所述的第一带状耦合单元11与第二带状耦合单元12。
为了便于制作加工，所述第一金属层1、第二金属层4、第一带状耦合单元11、第二带状耦合单元12采用金或银制作而成；所述第一介质基板2、第二介质基板3采用介电常数在1-20范围内的微波介质陶瓷制作而成。微波介质陶瓷具有Q值高(大于1500)、绝缘性能好(大于1012Ω)、耐压高(大于600V)、热导率高(大于2W/mK)、介电常数稳定性好(大于40GHz)等优点，有效扩宽了滤波器的工作频率和应用范围，而且带状耦合单元位于微波介质陶瓷制作而成的第一介质基板2、第二介质基板3之中，也隔绝了来自外界辐射干扰，从而提高了滤波器的可靠性，使得滤波器可以适应不同的工作环境。
图3是本发明基片集成波导滤波器与传统的基片集成波导滤波器的传输特性对比图，由图中可以看出，本发明基片集成波导滤波器比传统的双谐振腔基片集成波导滤波器额外多产生一个传输零点，在没有增加带内损耗和体积的前提下，具备更好的频率选择体型。

Claims (3)

1.基片集成波导滤波器，其特征在于：包括从上到下依次层叠设置的第一金属层(1)、第一介质基板(2)、第二介质基板(3)、第二金属层(4)、金属化通孔阵列(5)，所述第一金属层(1)上设置有共面波导输入端(6)与共面波导输出端(7)，所述金属化通孔阵列(5)贯穿第一介质基板(2)、第二介质基板(3)并且与第一金属层(1)、第二金属层(4)共同围成第一谐振腔(8)和第二谐振腔(9)，所述第一谐振腔(8)与第二谐振腔(9)通过感性耦合窗(10)相互耦合，所述第一介质基板(2)与第二介质基板(3)之间设置有第一带状耦合单元(11)与第二带状耦合单元(12)，第一带状耦合单元(11)位于第一谐振腔(8)内并且通过设置在第一介质基板(2)上的第一金属通孔(13)与共面波导输入端(6)相连，第二带状耦合单元(12)位于第二谐振腔(9)内并且通过设置在第一介质基板(2)上的第二金属通孔(14)与共面波导输出端(7)相连，在第二介质基板(3)朝向第一介质基板(2)的表面印刷长方形金属导线形成所述的第一带状耦合单元(11)与第二带状耦合单元(12)。
2.如权利要求1所述的基片集成波导滤波器，其特征在于：所述第一金属层(1)、第二金属层(4)、第一带状耦合单元(11)、第二带状耦合单元(12)采用金或银制作而成。
3.如权利要求2所述的基片集成波导滤波器，其特征在于：所述第一介质基板(2)、第二介质基板(3)采用介电常数在1-20范围内的微波介质陶瓷制作而成。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104218279B (zh) * 2014-09-02 2017-04-19 电子科技大学 基于ltcc的新型双模带通滤波器
CN107910629B (zh) * 2017-11-02 2020-01-07 东南大学 一种低相位噪声基片集成波导振荡器
CN108428983B (zh) * 2018-05-28 2020-04-03 中国电子科技集团公司第四十三研究所 一种微型多层陶瓷毫米波带通滤波器
CN109904571B (zh) * 2019-02-25 2020-06-05 江南大学 基于电磁混合耦合的基片集成波导滤波器
CN112002974B (zh) * 2020-08-28 2021-12-07 成都频岢微电子有限公司 一种小型化siw谐振腔及其构成的宽阻带siw滤波器
CN115347339B (zh) * 2022-09-14 2023-06-20 南京信息工程大学 一种基片集成波导的宽阻带带通滤波器
CN116073096B (zh) * 2022-11-29 2024-03-26 西安电子科技大学 一种双层基片集成波导带通滤波器及设计方法
CN116315540B (zh) * 2022-12-07 2024-04-02 电子科技大学 一种频率带宽可重构滤波器的设计方法
CN115966865B (zh) * 2022-12-29 2024-06-14 中国电子科技集团公司第二十六研究所 一种基于三维堆叠产生带外零点的mems滤波器及其制作方法
CN116759779B (zh) * 2023-08-22 2023-11-10 安徽蓝讯通信科技有限公司 一种5g毫米波滤波功分模块

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101615711A (zh) * 2009-06-10 2009-12-30 东南大学 折叠半模基片集成波导
CN201898182U (zh) * 2010-11-01 2011-07-13 西安空间无线电技术研究所 一种多层1/4模基片集成波导滤波器
CN103165964A (zh) * 2013-04-09 2013-06-19 电子科技大学 一种基于ltcc技术的小型化滤波器

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2629035A1 (en) * 2008-03-27 2009-09-27 Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of Industry, Through The Communications Research Centre Canada Waveguide filter with broad stopband based on sugstrate integrated waveguide scheme
US8860532B2 (en) * 2011-05-20 2014-10-14 University Of Central Florida Research Foundation, Inc. Integrated cavity filter/antenna system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101615711A (zh) * 2009-06-10 2009-12-30 东南大学 折叠半模基片集成波导
CN201898182U (zh) * 2010-11-01 2011-07-13 西安空间无线电技术研究所 一种多层1/4模基片集成波导滤波器
CN103165964A (zh) * 2013-04-09 2013-06-19 电子科技大学 一种基于ltcc技术的小型化滤波器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基片集成波导与缺陷地结构及在滤波器设计中的应用研究;吴林晟;《优秀博士论文》;20101231;正文第25-28页、69-98页 *

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