CN113394528A - 一种缺地结构的微带滤波器 - Google Patents

Abstract

一种缺地结构的微带滤波器,包括结构壳体，安装在结构壳体内的印制板，设置在印制板上的微带线；结构壳体的内部设有槽，槽位于微带线下方从而使微带线下形成印制板和空气的混合介质，该混合介质降低了微波信号传输介质的介电常数，在微带线特征阻抗不变的情况下，随着微波信号传输介质的介电常数的减小，微带线的线宽变宽；本发明的一种缺地结构的微带滤波器加工成本低，指标一致性好，解决了现有微带滤波器的成本高、印制板加工误差影响大的问题，可满足大批量工程化应用的要求；本发明中缺地结构的微带滤波器，可以降低产品的有效介电常数，从而提高微带线的宽度，从而降低微带线加工的误差，提高产品的性能。

Description

一种缺地结构的微带滤波器

技术领域

本发明属于射频微波信号传输技术领域，具体涉及一种缺地结构的微带滤波器。

背景技术

带通滤波器通常使用腔体形式和微带形式。腔体滤波器尺寸较小，但一致性较差，每个产品都需要调试；微带滤波器装配简单、成本低，也成为滤波器一种常规的设计方案，但常规的微带滤波器的方案存在以下缺陷：

1、频率较高时，选用的板材频率较高，产品成本会偏高；

2、选用介电常数较大的板材时，微带线的宽度比较细，印制板加工时的误差会影响产品的性能指标。

发明内容

为现有带通滤波器存在的问题，本发明的目的在于提供一种成本低、加工误差小、一致性好的微带滤波器。

本发明提出的一种缺地结构的微带滤波器,包括结构壳体1，安装在结构壳体1内的印制板3，设置在印制板3上的微带线4；结构壳体1的内部设有槽11，槽11位于微带线4下方从而使微带线4下形成印制板3和空气的混合介质，该混合介质降低了微波信号传输介质的介电常数，在微带线4特征阻抗不变的情况下，随着微波信号传输介质的介电常数的减小，微带线4的线宽变宽。

优选的，槽的数量为5个。

优选的，槽11的尺寸为10mm*10mm*3mm。

优选的，印制板3选用FR4板材。

优选的，当印制板3选用介电常数为4.3的FR4板材，微带线4的特征阻抗为50Ω、宽度为0.967mm时，在结构壳体1的内部设有5个尺寸为10mm*10mm*3mm的槽后，在微带线4的特征阻抗不变的情况下，微波信号传输路径的有效介电常数变为3.0，微带线4的宽度增加至1.245mm。

本发明具有如下优点：

1、本发明的一种缺地结构的微带滤波器加工成本低，指标一致性好，解决了现有微带滤波器的成本高、印制板加工误差影响大的问题，可满足大批量工程化应用的要求。

2、本发明中缺地结构的微带滤波器，可以降低产品的有效介电常数，从而提高微带线的宽度，从而降低微带线加工的误差，提高产品的性能。

以上说明仅是本发明技术方案的概述，为了能更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，详细说明如下：

附图说明

图1是本实施例中微带滤波器(不含盖体)的立体示意图。

图2是本实施例中结构壳体的正视图。

图3是安装有微带线的印制板的示意图。

图4是本实施例中结构壳体、印制板的安装示意图。

图5是本发明缺地结构的微带滤波器的正视图。

图6是微带滤波器原理图。

附图标记

1-结构壳体，11-槽，2-盖体，3-印制板，4-微带线。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定目的所采用的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实例，对依据本发明提出的一种缺地结构的微带滤波器，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

请参阅图1至图6，一种缺地结构的微带滤波器，包括结构壳体1、安装在结构壳体1内的印制板3、设置在印制板3上的微带线4、安装在结构壳体1上的盖体2，在本实施例中，印制板3选用FR4板材制成。

缺地结构主要是通过在微带线4下方的结构壳体上进行开槽处理，从而降低微波信号传输路径的有效介电常数，链路差损变小，同时微带线4的线宽变宽。

本发明的结构壳体1内部的底板上设有至少一个槽11，槽11位于微带线4的下方，同时槽11也位于印制板3的下方。在实际生产中可根据产品的尺寸和性能要求调整槽的数量、大小及深度，在本实施例中，槽11的数量为5个，槽11的尺寸为10mm*10mm*3mm。

因空气的介电常数为1.0，FR4板材的介电常数为4.3，在印制板3底部开槽后，相当于微带线4下面是印制板3和空气的混合介质，有效的介电常数就会变小，等效于降低了微波信号的传输介质的介电常数。

在微带线4特征阻抗一定的条件下，介电常数越大，微带线4越细。由于本实施例中开设的槽11的作用，使微波信号传输路径的有效介电常数降低，介电常数降低的同时也使链路的差损变小，印制板3上微带线4的线宽变宽。

在实际生产中，请参阅图1，在满足图1中插损和带外抑制指标要求下，得出图1中微带滤波器的特征阻抗和相位对应值；然后根据微带滤波器的特征阻抗和相位对应值可计算出图2中微带线4的宽度和长度值。

在本实施例中，射频的微带线4的特征阻抗为50Ω，结构壳体1内部设5个尺寸为10mm*10mm*3mm的槽后，本产品微波信号传输路径的有效介电常数等效于3.0左右，此时，微带线4的宽度由0.967mm增加到1.245mm宽。

本实施例中，印制板3采用的是FR4的板材，印制板3上微带线线宽的加工误差一般在±0.1mm左右，微带线的线宽越窄，加工误差所占比例越大，微带线形成的电容、电感效应偏差越大，滤波器的性能指标影响越大。一般情况下，介电常数越大，微带线越细，而缺地之后，使微波信号传输路径的有效介电常数变小，微带线变宽。微带线宽度增加，便于对微带线的加工，同时微带线加工的误差和总宽度的比值变小，影响就变小，即本实施例中通过开设多个槽，使微带线的线宽由0.967mm增加为1.245mm，线宽的误差由10.34％减小到8.03％，微带线加工的误差影响变小。

此外，本发明的缺地结构的微带滤波器测试指标和仿真指标差别很小，且一致性非常好，差损的一致性在±0.1dB以内。

在实际的生产过程中，微带滤波器通常都会进行批量生产，产品的成本和产品的调试工作量至关重要，本发明中缺地结构的微带滤波器，通过降低微波信号传输路径的有效介电常数，提高微带线的宽度；且本发明中使用的FR4的板材原料普通、易得，可降低生产过程中原材料的成本；此外本发明中缺地结构的微带滤波器的一致性非常好，产品的成本率高，相应的可免去现有微带滤波器生产中所需的大量的指标调试工作，降低了人工成本，从而降低了总的生产成本，可满足大批量工程化应用的要求。

本发明的缺地结构的微带滤波器采用缺地的微带线形式来实现信号的滤波，通过微带短支节线的形式产生电感、电容的效应来实现射频信号的滤波。

本发明的缺地结构的微带滤波器是一种结构件和微带印制板组成的无源产品，具有成本低、一致性好、可靠性高、易于实现等优点。同时设计缺地结构提高产品的性能、降低产品的成本。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，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，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种缺地结构的微带滤波器,其特征在于：包括结构壳体(1)，安装在结构壳体(1)内的印制板(3)，设置在印制板(3)上的微带线(4)，安装在结构壳体(1)上的盖体(2)；结构壳体(1)的内部设有槽(11)，槽(11)位于微带线(4)下方从而使微带线(4)下形成印制板(3)和空气的混合介质，该混合介质降低了微波信号传输介质的介电常数，在微带线(4)特征阻抗不变的情况下，随着微波信号传输介质的介电常数的减小，微带线(4)的线宽变宽。

2.根据权利要求1所述的一种缺地结构的微带滤波器,其特征在于：槽(11)的数量为5个。

3.根据权利要求1所述的一种缺地结构的微带滤波器,其特征在于：槽(11)的尺寸为10mm*10mm*3mm。

4.根据权利要求1所述的一种缺地结构的微带滤波器,其特征在于：印制板(3)选用FR4板材。

5.根据权利要求1所述的一种缺地结构的微带滤波器,其特征在于：当印制板(3)选用介电常数为4.3的FR4板材，微带线4的特征阻抗为50Ω、宽度为0.967mm时，在结构壳体(1)的内部设有5个尺寸为10mm*10mm*3mm的槽后，在微带线(4)的特征阻抗不变的情况下，微波信号传输路径的有效介电常数变为3.0，微带线(4)的宽度增加至1.245mm。

Images