CN107369869B - 一种基于封装微带的低插入损耗滤波器 - Google Patents

一种基于封装微带的低插入损耗滤波器 Download PDF

Info

Publication number
CN107369869B
CN107369869B CN201710470365.4A CN201710470365A CN107369869B CN 107369869 B CN107369869 B CN 107369869B CN 201710470365 A CN201710470365 A CN 201710470365A CN 107369869 B CN107369869 B CN 107369869B
Authority
CN
China
Prior art keywords
dielectric substrate
top dielectric
metal
substrate
coat
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
CN201710470365.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107369869A (zh
Inventor
陈鹏
羊恺
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.)
University of Electronic Science and Technology of China
Original Assignee
University of Electronic Science and Technology of China
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 University of Electronic Science and Technology of China filed Critical University of Electronic Science and Technology of China
Priority to CN201710470365.4A priority Critical patent/CN107369869B/zh
Publication of CN107369869A publication Critical patent/CN107369869A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107369869B publication Critical patent/CN107369869B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/201—Filters for transverse electromagnetic waves
    • H01P1/203—Strip line filters
    • H01P1/20327—Electromagnetic interstage coupling
    • H01P1/20354—Non-comb or non-interdigital filters
    • H01P1/20372—Hairpin resonators

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于封装微带的低损耗滤波器，包括底层介质基片、中间介质基片、上层介质基片、附着于底层介质基片的金属镀层、附着与上层介质基片的金属镀层和贯穿于上层介质基片的金属过孔阵列。所述的上层介质基片金属镀层铺满整个上层介质基片上表面，所述的附着于底层介质基片金属镀层由三部分组成：输入微带线、输出微带线和三个加载开路线的发夹形谐振器，其中输入微带线和输出微带线用于连接特征阻抗为50欧姆的微带线，三个发夹形谐振器开口朝向两两各不相同，在每个发夹形谐振器的中间位置有两个串联的开路微带线。本发明所述的低损耗滤波器的典型特点为结构紧凑和插入损耗较低，可适用于微波/毫米波频段。

Description

一种基于封装微带的低插入损耗滤波器
技术领域
本发明属于滤波器装置技术领域，具体涉及一种基于封装微带的低插入损耗滤波器，属于无线通信系统领域，可以在微波/毫米波频段实现频率选择，其典型的特点为带内损耗低和结构紧凑。
背景技术
传统的滤波器一般由微带线组成，由于微带线为半开放结构，带内插入损耗较大。一般三阶滤波器的损耗大于-2dB，滤波器阶数越高，插入损耗越大。
悬置微带滤波器是一种典型的低插入损耗滤波器，但是悬置微带滤波器装配复杂，并且调试过程也很繁琐，因此很难大规模应用。
基片集成波导滤波器是另一种低插入损耗滤波器，但是它需要装载在特定的屏蔽腔中，增加了系统的复杂程度；此外，为了和其它平面电路连接在一起，需要设计从微带到基片集成波导的转换结构，也需要从基片集成波导到微带的转换结构，导致基片集成波导滤波器的体积较大。
封装微带是一种新型射频/微波传输结构，其典型特点是在理想电导体和理想磁导体中构造一定的缝隙，准TEM电磁波就能在特定的缝隙中传播，能够极大地降低电磁波辐射，具有体积小、损耗低等优点。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于封装微带的低插入损耗滤波器，其典型特点为带内损耗低、带外抑制带宽较宽和结构紧凑。
为了克服现有技术中的不足，本发明提供了一种基于封装微带的低插入损耗滤波器的解决方案，所采用的技术方案如下。
一种基于封装微带的低插入损耗滤波器，包括底层介质基片、中间介质基片和上层介质基片，其中上层介质基片上面刻蚀金属，并且按照一定的规律安排过孔阵列，过孔的内表面电镀金属，与上层介质基片一同构成人工磁导体。
一种基于封装微带的低插入损耗滤波器，中间介质基片隔绝底层介质基片和上层介质基片，并让微带线上的准TEM电磁波进行“缝隙”波导传播。中间介质基片和上层介质基片具有相同的长度和宽度，但是厚度有所不同。
一种基于封装微带的低插入损耗滤波器，下层介质基片下表面电镀金属，上表面由三类微带线构成：输入微带线、输出微带线和三个加载开路线的发夹型谐振器。其中三个加载开路线的发夹型谐振器的长度各不相同，以异步调谐的方式进行耦合，结果形成两个谐振峰。下层介质基片的宽度与中间介质基片和上层介质基片相同，其长度比中间介质基片和上层介质基片更长，以在左侧和右侧分别留有SMA接头焊接位置为宜。
本发明具有三个显著优点：1、本发明采用封装微带结构，带内损耗低，能够有效提高系统的效率；2、谐振器之间采用异步耦合的方式，较大地降低了系统的体积；3、在发夹形谐振器上加载了两节串联的开路线，能够有效抑制带外二倍频和三倍频谐振峰。
附图说明
图1为本发明的三维爆炸图。
图2为本发明的三维结构示意图。
图3为本发明的底层介质基片上金属镀层图案。
图4为本发明的S曲线仿真图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
参照图1和图2所示，基于封装微带的低损耗滤波器由底层介质基片、中间介质基片和上层介质基片三部分构成。
所述的上层介质基片构成人工磁导体结构，其介电常数为2.94，损耗角为0.0019，长度为4.5mm，宽度为3.9511mm，高度为0.508mm。其上表面全部镀铜，然后再镀金以防止氧化。为了构成人工磁导体，在上层金属板上规则排列金属过孔，其中X方向为5个，Y方向为7个，总共35个金属过孔，金属过孔内表面镀金属。过孔半径为0.1mm，每两个过孔之间的距离为1mm。
所述的中间介质基片用于构成微带线传输的“缝隙”，其介电常数为2.94，损耗角为0.0019，长度为4.5mm，宽度为3.9511mm，高度为0.508mm。
所述的下层介质基片下表面全部镀铜，然后再镀金以防止氧化。下层介质基片上表面由微带线构成：输入微带线、输出微带线和三个加载开路线的发夹型谐振器。其中输入微带线和输出微带线的长度为2mm，宽度为0.2mm，三个加载开路线的发夹型谐振器的排列方式如图3所示，它们之间的距离从左到右分别为0.24073mm和0.2375mm，其长度分别为4.5mm，宽度为4.9511mm，高度为0.508mm。三个谐振器的长度分别为1.7088mm、1.7223mm和1.7040mm。三个发夹形谐振器加载的开路线结构相同，第一节开路线的宽度为0.2mm，长度为0.8mm，第二节开路线的宽度为1.2mm，长度为0.45mm。
所述的下层介质基片材料介电常数为2.94，损耗角为0.0019；长度为4.5mm，宽度为4.9511mm，高度为0.508mm。其左侧比中间介质基片和上层介质基片长，其右侧比中间介质基片和上层介质基片长，用于焊接SMA接头。
结合图4的该低损耗滤波器的S参数图，包含正向传输系数S21、输入反射系数S11，总尺寸为4.5mm×4.9511mm。
综上所述，本发明基于封装微带的低损耗滤波器带内损耗低，结构紧凑；选择合适的工作频率，滤波器通过PCB板工艺即可制作，体积小重量轻，制造容易且成本低，适用于微波/毫米波等无线通信系统。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于封装微带的低插入损耗滤波器，其特征在于，该滤波器包括：底层介质基片、位于底层介质基片上的中间介质基片、位于中间介质基片上的上层介质基片、附着在底层介质基片的上金属镀层和下金属镀层、附着在上层介质基片的金属镀层和过孔阵列；附着在上层介质基片的金属镀层铺满整个上层介质基片的上表面；附着在上层介质基片的过孔阵列贯穿整个上层介质基片，过孔表面镀金属涂层，并且与附着在上层介质基片的金属镀层为同一种金属铜；中间介质基片上表面和下表面无任何金属镀层；底层介质基片的上表面由输入微带线、输出微带线和三个发夹型谐振器组成；三个发夹型谐振器依次横向排列，任意相邻的两个发夹型谐振器开口朝向相反，且相互耦合，三个谐振器的长度也两两各不相同，每个发夹形谐振器中间位置安装有两个串联开路微带线。
2.根据权利要求1所述的基于封装微带的低插入损耗滤波器，其特征在于，中间介质基片其厚度与底层介质基片和上层介质基片不同，其长和宽与上层介质基片相同。
3.根据权利要求1所述的基于封装微带的低插入损耗滤波器，其特征在于，底层介质基片的下表面全部电镀金属镀层，其材料与附着在上层介质基片的金属镀层为同一种金属铜，底层介质基片的厚度与中间介质基片和上层介质基片不同，其宽度与上层介质基片的宽度相同，其长度比上层介质基片的长度更长，以左右两侧留有足够的SMA接头焊接长度为宜。
CN201710470365.4A 2017-06-20 2017-06-20 一种基于封装微带的低插入损耗滤波器 Expired - Fee Related CN107369869B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710470365.4A CN107369869B (zh) 2017-06-20 2017-06-20 一种基于封装微带的低插入损耗滤波器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710470365.4A CN107369869B (zh) 2017-06-20 2017-06-20 一种基于封装微带的低插入损耗滤波器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107369869A CN107369869A (zh) 2017-11-21
CN107369869B true CN107369869B (zh) 2019-11-12

Family

ID=60305577

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710470365.4A Expired - Fee Related CN107369869B (zh) 2017-06-20 2017-06-20 一种基于封装微带的低插入损耗滤波器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107369869B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108808184B (zh) * 2018-07-17 2023-09-22 云南大学 全介质集成封装的低通滤波器
CN111092281B (zh) * 2019-09-10 2021-02-02 南京邮电大学 一种基于人工磁导体的四阶耦合谐振器滤波器

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07273273A (ja) * 1994-03-30 1995-10-20 Mitsubishi Materials Corp 電子回路パッケージ
CN202444039U (zh) * 2012-03-01 2012-09-19 于艳鑫 发夹型微带抽头式带通滤波器
CN206003935U (zh) * 2016-07-22 2017-03-08 成都泰格微电子研究所有限责任公司 K波段发卡式ltcc滤波器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07273273A (ja) * 1994-03-30 1995-10-20 Mitsubishi Materials Corp 電子回路パッケージ
CN202444039U (zh) * 2012-03-01 2012-09-19 于艳鑫 发夹型微带抽头式带通滤波器
CN206003935U (zh) * 2016-07-22 2017-03-08 成都泰格微电子研究所有限责任公司 K波段发卡式ltcc滤波器

Also Published As

Publication number Publication date
CN107369869A (zh) 2017-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105958167B (zh) 垂直基片集成波导及包括该波导的垂直连接结构
CN108879044B (zh) 一种具有宽阻带和高选择性的超宽带带通滤波器结构
KR101158559B1 (ko) 도파로와 마이크로스트립 라인 사이의 무접점 전이 요소
CN108172958B (zh) 一种基于共面波导的周期性慢波传输线单元
JP2000101301A (ja) 高周波回路装置および通信装置
Lin et al. Design and analysis of super-wide bandpass filters using a novel compact meta-structure
CN105514545A (zh) 一种紧凑型宽阻带高选择性微带滤波器
CN107369869B (zh) 一种基于封装微带的低插入损耗滤波器
CN104659451B (zh) 基于1/3等边三角形基片集成谐振器的四模带通滤波器
CN113285197B (zh) 三维阻抗网络双面加载的慢波基片集成波导及其设计方法
CN104767023B (zh) 一种可变通带数的基片集成波导电调谐振单元
CN104577349A (zh) 高带外抑制腔体滤波天线阵列
CN100470924C (zh) 定向耦合器
Zou et al. Design of an X-band symmetrical window bandpass filter based on substrate integrated waveguide
CN111092281B (zh) 一种基于人工磁导体的四阶耦合谐振器滤波器
CN105720340A (zh) 一种含有低频传输零点的紧凑型带通滤波器
WO2004075334A9 (en) Microwave coupler
CN103296341B (zh) 一种滤波器
CN112271422A (zh) 一种微带线滤波器
CN112072223A (zh) 负斜率频率相关性耦合结构及交叉耦合siw带通滤波器
CN106252804A (zh) 多层毫米波滤波器
CN105896008A (zh) 一种在高频和低频均含有传输零点的紧凑型带通滤波器
Bornemann et al. Substrate-integrated waveguide filter design using mode-matching techniques
KR100852487B1 (ko) 유전체 듀플렉서
CN114284677A (zh) 一种基于三线耦合的高选择性宽带反相滤波功分器

Legal Events

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

Granted publication date: 20191112

Termination date: 20200620