CN104241736A - 一种加载t形缺陷地结构的半模基片集成波导带通滤波器 - Google Patents

Abstract

一种加载T形缺陷地结构的半模基片集成波导带通滤波器，它涉及一种半模基片集成波导带通滤波器，具体涉及一种加载T形缺陷地结构的半模基片集成波导带通滤波器。本发明为了解决普通的基片集成波导带通滤波器的工作频率很高，相对带宽很窄，无法应用于移动通信系统中的问题。本发明包括第一金属印刷层、介质基板、第二金属印刷层和两个平衡微带线，介质基板为长方形板体，第一金属印刷层为长方形金属薄板，第一金属印刷层、介质基板、第二金属印刷层由上至下依次叠加设置，第一金属印刷层印刷在介质基板上表面的中部，第二金属印刷层印刷在介质基板的下表面。本发明用于无线通信领域。

Description

一种加载T形缺陷地结构的半模基片集成波导带通滤波器

技术领域

本发明涉及一种半模基片集成波导带通滤波器，具体涉及一种加载T形缺陷地结构的半模基片集成波导带通滤波器，属于无线通信领域。

背景技术

介质集成波导是一种在介质基片上实现类似于金属矩形波导传输特性的波导结构，由于该结构具有低辐射、低插损、小型化、易于集成等优点，成为研究的热点，也被广泛应用与滤波器的设计。借助于印刷电路工艺，基于介质集成波导的滤波器的低成本批量生产成为可能。但是，普通的基片集成波导带通滤波器的工作频率很高，相对带宽很窄，这制约了其在移动通信系统中的发展。

发明内容

本发明为解决普通的基片集成波导带通滤波器的工作频率很高，相对带宽很窄，无法应用于移动通信系统中的问题，进而提出一种加载T形缺陷地结构的半模基片集成波导带通滤波器。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明包括第一金属印刷层、介质基板、第二金属印刷层和两个平衡微带线，介质基板为长方形板体，第一金属印刷层为长方形金属薄板，第一金属印刷层、介质基板、第二金属印刷层由上至下依次叠加设置，第一金属印刷层印刷在介质基板上表面的中部，第二金属印刷层印刷在介质基板的下表面，两个平衡微带线呈一字形印刷在介质基板上表面的一侧边缘，且两个平衡微带线分别位于第一金属印刷层的两端，每个平衡微带线的一端与介质基板相对应的一端边缘连接，每个平衡微带线的另一端与第一金属印刷层相对应的一端连接，第一金属印刷层的一侧开有一排金属化过孔，且每个金属化过孔由上至下依次穿过第一金属印刷层、介质基板、第二金属印刷层，第二金属印刷层一侧的中部设有第一T形缺陷地结构组，所述第一T形缺陷地结构组包括三个并排设置的第一T形缺陷地结构，所述第一T形缺陷地结构组的两侧分别设有两个第二T形缺陷地结构，每个第一T形缺陷地结构的竖直端与第二金属印刷层的一侧边缘接触，每个第二T形缺陷地结构的竖直端与第二金属印刷层的一侧边缘接触。

本发明的有益效果是：根据滤波器实物的测试结果显示，滤波器的工作频带为1.73～2.62GHz，相对带宽达到40.9％。该滤波器为印刷型结构，具有剖面低、重量轻、易于集成，具有带宽较宽的特点，可以广泛应用在第四代移动通信系统中。本发明的工作频带覆盖1.8～2.6GHz，相对带宽能达到36.4％以上。该滤波器为印刷型结构，具有剖面低、重量轻、易于集成，具有带宽较宽的特点，可以广泛应用在第四代移动通信系统中。

附图说明

图1是本发明的主视图，图2是图1的俯视图，图3是图1的仰视图，图4是本发明S参数测试结果示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述一种加载T形缺陷地结构的半模基片集成波导带通滤波器包括第一金属印刷层1、介质基板2、第二金属印刷层3和两个平衡微带线4，介质基板2为长方形板体，第一金属印刷层1为长方形金属薄板，第一金属印刷层1、介质基板2、第二金属印刷层3由上至下依次叠加设置，第一金属印刷层1印刷在介质基板2上表面的中部，第二金属印刷层3印刷在介质基板2的下表面，两个平衡微带线4呈一字形印刷在介质基板2上表面的一侧边缘，且两个平衡微带线4分别位于第一金属印刷层1的两端，每个平衡微带线4的一端与介质基板2相对应的一端边缘连接，每个平衡微带线4的另一端与第一金属印刷层1相对应的一端连接，第一金属印刷层1的一侧开有一排金属化过孔5，且每个金属化过孔5由上至下依次穿过第一金属印刷层1、介质基板2、第二金属印刷层3，第二金属印刷层3一侧的中部设有第一T形缺陷地结构组，所述第一T形缺陷地结构组包括三个并排设置的第一T形缺陷地结构6，所述第一T形缺陷地结构组的两侧分别设有两个第二T形缺陷地结构7，每个第一T形缺陷地结构6的竖直端与第二金属印刷层3的一侧边缘接触，每个第二T形缺陷地结构7的竖直端与第二金属印刷层3的一侧边缘接触。

本实施方式中介质基板2的两端分别各与一个同轴接头连接。

具体实施方式二：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述一种加载T形缺陷地结构的半模基片集成波导带通滤波器的每个平衡微带线4由第一矩形结构段4-1、直角梯形段4-2和第二矩形结构段4-3首尾依次连接组成。

本实施方式的技术效果是：如此设置，可以使馈电线为渐变线形式，从而减少电磁能量反射，提高阻抗匹配程度。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述一种加载T形缺陷地结构的半模基片集成波导带通滤波器的第一矩形结构段4-1的宽度为1.9mm，第二矩形结构段4-3的宽度为5mm，直角梯形段4-2的短底边的长度为1.9mm，直角梯形段4-2的长底边的长度为5mm，直角梯形段4-2的长度为60mm。

本实施方式的技术效果是：如此设置，可以实现较好的馈线渐变形式及馈电端口匹配程度。其它组成及连接关系与具体实施方式二相同。

具体实施方式四：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述一种加载T形缺陷地结构的半模基片集成波导带通滤波器的介质基板2的长度为270mm，介质基板2的宽度为32.8mm，介质基板2的厚度为0.5mm，介质基板2的介电常数为2.2。

本实施方式的技术效果是：如此设置，可以使滤波器在移动通信频段的通带足够宽，并能够减小介质损耗。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式五：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述一种加载T形缺陷地结构的半模基片集成波导带通滤波器的第一金属印刷层1的长度为120mm，第一金属印刷层1的宽度为32.8mm，第一金属印刷层1的厚度为0.018mm～0.035mm，第二金属印刷层3的长度为270mm，第二金属印刷层3的宽度为32.8mm，第二金属印刷层3的厚度为0.018mm～0.035mm。

本实施方式的技术效果是：如此设置，可以使滤波器的通带足够宽，并能够减轻金属的重量。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式六：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述一种加载T形缺陷地结构的半模基片集成波导带通滤波器的每个第一T形缺陷地结构6的竖直槽的长度m1为11.5mm，每个第一T形缺陷地结构6的竖直槽的宽度W1为2.4mm，每个第一T形缺陷地结构6的水平槽的长度m2为4mm，每个第一T形缺陷地结构6的水平槽的宽度W2为3mm，每个第二T形缺陷地结构7的竖直槽的长度m3为8mm，每个第二T形缺陷地结构7的竖直槽的宽度W3为2.4mm，每个第二T形缺陷地结构7的水平槽的长度m4为4mm，每个第二T形缺陷地结构7的水平槽的宽度W4为2.2mm。

本实施方式的技术效果是：如此设置，可以使加载的缺陷地结构能够在指定的频率范围内等效为所需要的电感元件，结合其他参数实现带通滤波器特性。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式七：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述一种加载T形缺陷地结构的半模基片集成波导带通滤波器的每个金属化过孔5的直径为1.6mm，相邻两个金属化过孔5之间的中心距为2.5mm。

本实施方式的技术效果是：如此设置，可以有效屏蔽波导内部的电磁能量并能增强波导的机械强度。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式八：结合图3说明本实施方式，本实施方式所述一种加载T形缺陷地结构的半模基片集成波导带通滤波器的相邻两个第一T形缺陷地结构6之间的距离J为15mm，相邻两个第二T形缺陷地结构7之间的距离J为15mm，相邻两个第一T形缺陷地结构6和第二T形缺陷地结构7之间的距离J为15mm。

本实施方式的技术效果是：如此设置，可以使缺陷地之间的波导在指定频率范围内等效为电容元件，结合其他参数实现带通滤波特性其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

工作原理

本发明的宽带带通特性主要是通过在半模基片集成波导上加载T形缺陷地结构，即异形槽缝结构来实现，半模基片集成波导与传统介质填充矩形波导相似，具有高通特性；而T形缺陷地结构具有低通特性，因此，两者的结合将会产生带通特性。

Claims (8)

1.一种加载T形缺陷地结构的半模基片集成波导带通滤波器，其特征在于：所述一种加载T形缺陷地结构的半模基片集成波导带通滤波器包括第一金属印刷层(1)、介质基板(2)、第二金属印刷层(3)和两个平衡微带线(4)，介质基板(2)为长方形板体，第一金属印刷层(1)为长方形金属薄板，第一金属印刷层(1)、介质基板(2)、第二金属印刷层(3)由上至下依次叠加设置，第一金属印刷层(1)印刷在介质基板(2)上表面的中部，第二金属印刷层(3)印刷在介质基板(2)的下表面，两个平衡微带线(4)呈一字形印刷在介质基板(2)上表面的一侧边缘，且两个平衡微带线(4)分别位于第一金属印刷层(1)的两端，每个平衡微带线(4)的一端与介质基板(2)相对应的一端边缘连接，每个平衡微带线(4)的另一端与第一金属印刷层(1)相对应的一端连接，第一金属印刷层(1)的一侧开有一排金属化过孔(5)，且每个金属化过孔(5)由上至下依次穿过第一金属印刷层(1)、介质基板(2)、第二金属印刷层(3)，第二金属印刷层(3)一侧的中部设有第一T形缺陷地结构组，所述第一T形缺陷地结构组包括三个并排设置的第一T形缺陷地结构(6)，所述第一T形缺陷地结构组的两侧分别设有两个第二T形缺陷地结构(7)，每个第一T形缺陷地结构(6)的竖直端与第二金属印刷层(3)的一侧边缘接触，每个第二T形缺陷地结构(7)的竖直端与第二金属印刷层(3)的一侧边缘接触。

2.根据权利要求1所述一种加载T形缺陷地结构的半模基片集成波导带通滤波器，其特征在于：每个平衡微带线(4)由第一矩形结构段(4-1)、直角梯形段(4-2)和第二矩形结构段(4-3)首尾依次连接组成。

3.根据权利要求2所述一种加载T形缺陷地结构的半模基片集成波导带通滤波器，其特征在于：第一矩形结构段(4-1)的宽度为1.9mm，第二矩形结构段(4-3)的宽度为5mm，直角梯形段(4-2)的短底边的长度为1.9mm，直角梯形段(4-2)的长底边的长度为5mm，直角梯形段(4-2)的长度为60mm。

4.根据权利要求1所述一种加载T形缺陷地结构的半模基片集成波导带通滤波器，其特征在于：介质基板(2)的长度为270mm，介质基板(2)的宽度为32.8mm，介质基板(2)的厚度为0.5mm，介质基板(2)的介电常数为2.2。

5.根据权利要求1所述一种加载T形缺陷地结构的半模基片集成波导带通滤波器，其特征在于：第一金属印刷层(1)的长度为120mm，第一金属印刷层(1)的宽度为32.8mm，第一金属印刷层(1)的厚度为0.018mm～0.035mm，第二金属印刷层(3)的长度为270mm，第二金属印刷层(3)的宽度为32.8mm，第二金属印刷层(3)的厚度为0.018mm～0.035mm。

6.根据权利要求1所述一种加载T形缺陷地结构的半模基片集成波导带通滤波器，其特征在于：每个第一T形缺陷地结构(6)的竖直槽的长度(m1)为11.5mm，每个第一T形缺陷地结构(6)的竖直槽的宽度(W1)为2.4mm，每个第一T形缺陷地结构(6)的水平槽的长度(m2)为4mm，每个第一T形缺陷地结构(6)的水平槽的宽度(W2)为3mm，每个第二T形缺陷地结构(7)的竖直槽的长度(m3)为8mm，每个第二T形缺陷地结构(7)的竖直槽的宽度(W3)为2.4mm，每个第二T形缺陷地结构(7)的水平槽的长度(m4)为4mm，每个第二T形缺陷地结构(7)的水平槽的宽度(W4)为2.2mm。

7.根据权利要求1所述一种加载T形缺陷地结构的半模基片集成波导带通滤波器，其特征在于：每个金属化过孔(5)的直径为1.6mm，相邻两个金属化过孔(5)之间的中心距为2.5mm。

8.根据权利要求1所述一种加载T形缺陷地结构的半模基片集成波导带通滤波器，其特征在于：相邻两个第一T形缺陷地结构(6)之间的距离(J)为15mm，相邻两个第二T形缺陷地结构(7)之间的距离(J)为15mm，相邻两个第一T形缺陷地结构(6)和第二T形缺陷地结构(7)之间的距离(J)为15mm。