CN114388998A - 平衡滤波跨接器 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种平衡滤波跨接器，本申请的平衡滤波跨接器包括顶层金属层、顶层介质基板、第一金属接地板、第二金属接地板、底层介质基板和底层金属层。顶层金属层设置有差分输入端口；顶层介质基板设置于顶层金属层表面；第一金属接地板设置于顶层介质基板一侧；第二金属接地板设置于第一金属接地板一侧；底层介质基板设置于第二金属接地板远离第一金属接地板的一侧；底层金属层设置于底层介质基板远离第二金属接地板的一侧，底层金属层设置有差分输出端口。本申请通过设置差分输入端口、差分输出端口，得到平衡电路，从而能够降低通信系统的电磁干扰、抑制环境噪声；同时，多层设置得到的平衡滤波跨接器能够进一步实现滤波器的小型化设计。
Description
技术领域
本申请涉及微波无源器件领域，尤其是涉及一种平衡滤波跨接器。
背景技术
随着现代无线通信技术的蓬勃发展，用于信号选择和滤除的滤波器正在朝着小型化、低损耗、高集成度的方向发展，然而随着通信系统集成度的提高会加剧了电磁干扰和环境噪声。
发明内容
本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种平衡滤波跨接器，能够在保证滤波器小型化的同时，降低通信系统电磁干扰、抑制环境噪声。
根据本申请的第一方面实施例的平衡滤波跨接器，包括：顶层金属层，所述顶层金属层设置有差分输入端口，用于接收输入信号；顶层介质基板，所述顶层介质基板设置于所述顶层金属层表面；第一金属接地板，所述第一金属接地板设置于所述顶层介质基板远离所述顶层金属层的一侧；第二金属接地板，所述第二金属接地板设置于所述第一金属接地板远离所述顶层介质基板的一侧；底层介质基板，所述底层介质基板设置于所述第二金属接地板远离所述第一金属接地板的一侧；底层金属层，所述底层金属层设置于所述底层介质基板远离所述第二金属接地板的一侧，所述底层金属层设置有差分输出端口，用于输出信号；其中，所述顶层金属层、所述顶层介质基板、所述第一金属接地板、所述第二金属接地板、所述底层介质基板和所述底层金属层同轴设置。
根据本申请实施例的平衡滤波跨接器，至少具有如下有益效果：通过在顶层金属层设置差分输入端口、在底层金属层设置差分输出端口，得到平衡电路，从而能够降低通信系统的电磁干扰、抑制环境噪声；同时，多层设置得到的平衡滤波跨接器能够进一步实现滤波器的小型化设计。
根据本申请的一些实施例，所述第一金属接地板开设有偶数个第一耦合槽，所述第一耦合槽关于所述第一金属接地板的轴线对称设置；所述第二金属接地板开设有偶数个第二耦合槽，所述第二耦合槽正对于所述第一耦合槽设置，用于将信号由所述顶层金属层传输至所述底层金属层。
根据本申请的一些实施例，所述第一耦合槽和所述第二耦合槽的形状为十字形。
根据本申请的一些实施例，所述第一耦合槽、所述第二耦合槽包括两条交叉设置的槽线，所述槽线的长为3mm，宽为0.4mm。
根据本申请的一些实施例，所述顶层介质基板开设有多个第一金属通孔，多个所述第一金属通孔均设置在同一矩形上，所述底层介质基板开设有多个第二金属通孔，多个所述第二金属孔均设置在同一矩形上。
根据本申请的一些实施例，所述差分输入端口的数量为偶数个，所述差分输入端口关于所述顶层金属层的轴线对称；所述差分输出端口的数量为偶数个，所述差分输入端口关于所述底层金属层的轴线对称；其中，所述差分输入端口与所述差分输出端口的数量相同，所述差分输入端口与所述差分输出端口呈中心对称。
根据本申请的一些实施例，所述差分输入端口包括差分输入馈线和共面波导转换结构，所述差分输出端口包括差分输出馈线和共面波导转换结构，所述差分输入端口用于接收信号，所述差分输出端口用于将所述信号传出，所述共面波导转换结构与所述差分输入馈线、差分输出馈线连接，用于对所述差分输入馈线、所述差分输出馈线与基片集成波导腔的阻抗进行匹配。
根据本申请的一些实施例，所述差分输入馈线与所述差分输出馈线的宽度相等。
根据本申请的一些实施例，所述差分输入馈线与所述差分输出馈线的宽度均为1.55mm。
根据本申请的一些实施例，所述顶层介质基板、所述底层介质基板的材料均为RT/Duriod5880基板；其中，所述基板的相对介电常数为2.2，所述基板的厚度为0.508mm。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
下面结合附图和实施例对本申请做进一步的说明，其中：
图1为本申请实施例平衡滤波跨接器的结构示意图；
图2为图1中顶层金属层和顶层介质基板的结构示意图；
图3为图1中第一金属接地板的结构示意图；
图4为图1中第二金属接地板的结构示意图；
图5为图1中底层金属层和底层介质基板的结构示意图。
附图标记：
顶层金属层100、差分输入端口110、差分输入馈线111、第一差分输入馈线1111、第二差分输入馈线1112、第三差分输入馈线1113、第四差分输入馈线1114、顶层介质基板200、第一金属通孔210、第一金属接地板300、第一耦合槽310、第二金属接地板400、第二耦合槽410、底层介质基板500、第二金属通孔510、底层金属层600、差分输出端口610、差分输出馈线611、第一差分输出馈线6111、第二差分输出馈线6112、第三差分输出馈线6113、第四差分输出馈线6114、共面波导转换结构700。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本申请的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本申请中的具体含义。
本申请的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
下面参考图1描述根据本申请实施例的平衡滤波跨接器。
如图1所示，根据本申请实施例的平衡滤波跨接器，包括顶层金属层100、顶层介质基板200、第一金属接地板300、第二金属接地板400、底层介质基板500和底层金属层600。
顶层金属层100设置有差分输入端口110，用于接收输入信号；顶层介质基板200设置于顶层金属层100表面；第一金属接地板300设置于顶层介质基板200远离顶层金属层100的一侧；第二金属接地板400设置于第一金属接地板300远离顶层介质基板200的一侧；底层介质基板500设置于第二金属接地板400远离第一金属接地板300的一侧；底层金属层600设置于底层介质基板500远离第二金属接地板400的一侧，底层金属层600设置有差分输出端口610，用于输出信号；其中，顶层金属层100、顶层介质基板200、第一金属接地板300、第二金属接地板400、底层介质基板500和底层金属层600同轴设置。
根据本申请实施例的平衡滤波跨接器，通过在顶层金属层100设置差分输入端口110、在底层金属层600设置差分输出端口610，得到平衡电路，从而能够降低通信系统的电磁干扰、抑制环境噪声；同时，多层设置得到的平衡滤波跨接器能够进一步实现滤波器的小型化设计。
在本申请的一些实施例中，如图1所示，第一金属接地板300开设有偶数个第一耦合槽310，第一耦合槽310关于第一金属接地板300的轴线对称设置；第二金属接地板400开设有偶数个第二耦合槽410，所述第二耦合槽410正对于第一耦合槽310设置，用于将信号由顶层金属层100传输至底层金属层600。例如，在第一金属接地板300上开设有两个第一耦合槽310，在第二金属接地板400上开设有两个第二耦合槽410。两个第一耦合槽310关于第一金属接地板300的轴线L1对称，两个第二耦合槽410关于第二金属接地板400的轴线L2对称，第二耦合槽410正对于第一耦合槽310设置于第二金属接地板400上。其中，第一耦合槽310和第二耦合槽410设置于磁场最强的位置，能够实现顶层介质基板200与底层介质基板500之间的磁耦合，从而实现顶层与底层之间的信号传输。此外，将第一耦合槽310、第二耦合槽410的数量均设置为两个，在实现信号传输功能的同时，能够降低加工的难度、减轻平衡滤波跨接器的重量。在其他一些实施例中，第一耦合槽310、第二耦合槽410还可以根据需求设置为其他偶数个数。
在本申请的一些实施例中，如图1所示，第一耦合槽310和第二耦合槽410的形状为十字形。平衡滤波跨接器主要通过激励顶层介质基板200、底层介质基板500所形成腔体内TE202和TE104模式以实现所需功能，传输TE202模式需要横向的槽，而传输TE104模式则需要纵向的槽，因此将第一耦合槽310和第二耦合槽410的形状设置为十字形，能够同时对这两种模式进行传输。
在本申请的一些实施例中，如图3和图4所示，第一耦合槽310、第二耦合槽410包括两条交叉设置的槽线，槽线的长为3mm，宽为0.4mm。例如，如图2所示，第一金属接地板300表面开设的第一耦合槽310由两条长度、宽度均相等的槽线交叉设置而成，槽线的长度Lslot1为3mm、宽度Sslot1为0.4mm，第一耦合槽310的中心到轴线L1的垂直距离d1为8.24mm。如图3所示，第二耦合槽410设置的与第一耦合槽310参数相同，由长度Lslot2为3mm、宽度Sslot2为0.4mm的两条槽线交叉而成，第二耦合槽410的中心到轴线L2的垂直距离d2也为8.24mm。可以理解的是，第一耦合槽310、第二耦合槽410的参数还可以根据需求进行调整。
在本申请的一些实施例中，如图1、图2和图5所示，顶层介质基板200开设有多个第一金属通孔210，多个第一金属通孔210均设置在同一矩形上，底层介质基板500开设有多个第二金属通孔510，多个第二金属孔均设置在同一矩形上。例如，在顶层金属介质基板上开设有多个第一金属孔，多个第一金属通孔210呈矩形排列；在底层介质基板500开设有多个第二金属通孔510，多个第二金属孔与第一金属通孔210排列方式相同，也呈矩形排列。通过设置第一金属通孔210、第二金属通孔510，能够限制电磁波，第一金属通孔210、第二金属通孔510与顶层介质基板200、底层介质基板500、顶层金属层100、底层金属层600之间会形成矩形基片集成波导谐振腔，从而实现能量的传输。其中，第一金属通孔210的直径D为1mm，相邻两个第一金属通孔210圆心之间的距离p为1.2mm，第二金属通孔510的参数与第一金属通孔210的参数相同。在其他一些实施例中，第一金属通孔210、第二金属通孔510的参数、具体排列方式可以根据需求进行调整。
在本申请的一些实施例中，如图1、图2和图5所示，差分输入端口110的数量为偶数个，差分输入端口110关于顶层金属层100的轴线对称；差分输出端口610的数量为偶数个，差分输入端口110关于底层金属层600的轴线对称；其中，差分输入端口110与差分输出端口610的数量相同，差分输入端口110与差分输出端口610呈中心对称。如图1、图2和图5所示，差分输入端口110的数量为4个，4个差分输入端口110关于顶层金属层100的轴线L3对称，一边设置有两个；差分输出端口610的数量与差分输入端口110的数量相同，也设有4个，4个差分输入端口110关于底层金属层600的轴线L4对称，一边设置有两个。此外，差分输入端口110与差分输出端口610还呈现出中心对称。
在本申请的一些实施例中，如图1、图2和图5所示，所述差分输入端口110包括差分输入馈线111和共面波导转换结构700，差分输出端口610包括差分输出馈线611和共面波导转换结构700，所述差分输入端口110用于接收信号，所述差分输出端口610用于将所述信号传出，所述共面波导转换结构700与所述差分输入馈线111、差分输出馈线611连接，用于对差分输入馈线111、差分输出馈线611与基片集成波导腔的阻抗进行匹配。
例如，差分输入端口110设置有4个，每个差分输入端口110包括一个差分输入馈线111，分别定义为第一差分输入馈线1111、第二差分输入馈线1112、第三差分输入馈线1113和第四差分输入馈线1114；对应地，差分输出端口610也设置有4个，分别定义为第一差分输出端口610、第二差分输出端口610、第三差分输出端口610和第四差分输出端口610。其中，第一差分输入馈线1111与第二差分输入馈线1112是一组，关于顶层金属层100的轴线L3对称；第三差分输入馈线1113与第四差分输入馈线1114为一组，关于底层金属层600的轴线L4对称。第一差分输出端口610与第二差分输出端口610为一组，关于顶层金属层100的轴线L3对称；第三差分输出端口610与第四差分输出端口610为一组，关于底层金属层600的轴线L4对称。此外，由于顶层金属层100与底层金属层600为中心对称，因此第一差分输入馈线1111与第一差分输出馈线6111也为轴对称，其余几组对称再次不再赘述。
当第一差分输入端口110和第二差分输入端口110被加载差分信号时，TE202模式会在顶层介质基板200中被激励，然后差分信号会通过第一耦合槽310、第二耦合槽410传输到底层介质基板500上，最后分别由第一差分输出馈线6111、第二差分输出馈线6112输出；同理，当第三差分输入端口110和第三差分输入端口110被加载差分信号时，差分会由第三差分输出馈线6113、第四差分输出馈线6114输出。
在本申请的一些实施例中，差分输入馈线111与差分输出馈线611的宽度相等。
在本申请的一些实施例中，如图2所示，差分输入馈线111与差分输出馈线611的宽度均为1.55mm。在本申请中，差分输入馈线111与差分输出馈线611的宽度w为1.55mm，可以理解的是，宽度数值还可以根据需求进行设置。
在本申请的一些实施例中，顶层介质基板200、底层介质基板500的材料均为RT/Duriod5880基板；其中，基板的相对介电常数为2.2，基板的厚度为0.508mm。
当本申请的平衡滤波跨接器在第一通道(即接通第一差分输入馈线1111、第二差分输入馈线1112、第一差分输出馈线6111和第二差分输出馈线6112)中的工作频率为12.67GHz，3dB通频带相对带宽为3.9％；在第二通道(即接通第三差分输入馈线1113、第四差分输入馈线1114、第三差分输出馈线6113和第四差分输出馈线6114)中的工作频率为13.85GHz，3dB通频带相对带宽为5.1％。这两个通道的通带内的模拟回波损耗均优于26.7dB和23.7dB，通带内的最小插入损耗分别为0.5dB和0.4dB。第一个通道的共模抑制优于36.6dB，第二个通道的共模抑制优于53.1dB。两个通道的输入端口和输出端口之间的隔离度分别优于22dB和21dB。
上面结合附图对本申请实施例作了详细说明，但是本申请不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
Claims (10)
1.平衡滤波跨接器，其特征在于，包括：
顶层金属层，所述顶层金属层设置有差分输入端口，用于接收输入信号；
顶层介质基板，所述顶层介质基板设置于所述顶层金属层表面；
第一金属接地板，所述第一金属接地板设置于所述顶层介质基板远离所述顶层金属层的一侧；
第二金属接地板，所述第二金属接地板设置于所述第一金属接地板远离所述顶层介质基板的一侧；
底层介质基板，所述底层介质基板设置于所述第二金属接地板远离所述第一金属接地板的一侧；
底层金属层，所述底层金属层设置于所述底层介质基板远离所述第二金属接地板的一侧，所述底层金属层设置有差分输出端口，用于输出信号；
其中，所述顶层金属层、所述顶层介质基板、所述第一金属接地板、所述第二金属接地板、所述底层介质基板和所述底层金属层同轴设置。
2.根据权利要求1所述的平衡滤波跨接器，其特征在于，所述第一金属接地板开设有偶数个第一耦合槽，所述第一耦合槽关于所述第一金属接地板的轴线对称设置；所述第二金属接地板开设有偶数个第二耦合槽，所述第二耦合槽正对于所述第一耦合槽设置，用于将信号由所述顶层金属层传输至所述底层金属层。
3.根据权利要求2所述的平衡滤波跨接器，其特征在于，所述第一耦合槽和所述第二耦合槽的形状为十字形。
4.根据权利要求2所述的平衡滤波跨接器，其特征在于，所述第一耦合槽、所述第二耦合槽包括两条交叉设置的槽线，所述槽线的长为3mm，宽为0.4mm。
5.根据权利要求1所述的平衡滤波跨接器，其特征在于，所述顶层介质基板开设有多个第一金属通孔，多个所述第一金属通孔均设置在同一矩形上，所述底层介质基板开设有多个第二金属通孔，多个所述第二金属孔均设置在同一矩形上。
6.根据权利要求1所述的平衡滤波跨接器，其特征在于，所述差分输入端口的数量为偶数个，所述差分输入端口关于所述顶层金属层的轴线对称；所述差分输出端口的数量为偶数个，所述差分输入端口关于所述底层金属层的轴线对称；其中，所述差分输入端口与所述差分输出端口的数量相同，所述差分输入端口与所述差分输出端口呈中心对称。
7.根据权利要求1所述的平衡滤波跨接器，其特征在于，所述差分输入端口包括差分输入馈线和共面波导转换结构，所述差分输出端口包括差分输出馈线和共面波导转换结构，所述差分输入端口用于接收信号，所述差分输出端口用于将所述信号传出，所述共面波导转换结构与所述差分输入馈线、差分输出馈线连接，用于对所述差分输入馈线、所述差分输出馈线与基片集成波导腔的阻抗进行匹配。
8.根据权利要求7所述的平衡滤波跨接器，其特征在于，所述差分输入馈线与所述差分输出馈线的宽度相等。
9.根据权利要求8所述的平衡滤波跨接器，其特征在于，所述差分输入馈线与所述差分输出馈线的宽度均为1.55mm。
10.根据权利要求1所述的平衡滤波跨接器，其特征在于，所述顶层介质基板、所述底层介质基板的材料均为RT/Duriod 5880基板；其中，所述基板的相对介电常数为2.2，所述基板的厚度为0.508mm。
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