CN116315536A - 一种低损耗微带滤波器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种微带滤波器、微波电路及天线，包括上层微带板、半固化片和下层微带板，所述半固化片位于所述上层微带板和所述下层微带板之间，所述下层微带板连接有接地板；所述上层微带板的上层设置有第一微带传输线，所述上层微带板的下层设置有第二微带传输线，所述第一微带传输线呈几字型，所述第二微带传输线呈T型，且所述第一微带传输线和所述第一微带传输线重叠，所述第一微带传输线和所述第一微带传输线之间通过金属化盲孔连接。所设计的微带滤波器体积小，损耗低，便于集成。
Description
技术领域
本发明涉及滤波器技术领域，具体涉及一种微带滤波器、微波电路及天线。
背景技术
滤波器是一种广泛应用于通信、雷达、集成电路等领域的器件，为了与天线集成，所以要求滤波器体积小，损耗低，便于集成，且同时不影响天线性能。相关技术中，申请公布号为CN107369869A的中国发明专利申请文献公开了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、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。授权公告号为CN209747695U的中国实用新型专利文献公开了一种具有陷波特性的多层宽边耦合结构宽带滤波器。电路采取两层电介质，三层金属层的设计，由三个结构相同的谐振器构成。每个谐振器由敷在上、下层电介质面上的弯曲T型微带贴片和中间层的圆形耦合槽构成。但上述提出的滤波器均通过耦合结构实现滤波，通过耦合结构实现滤波的损耗较大。
申请公布号为CN115548608A的中国发明专利申请文献公开了一种紧凑的微带宽带带通滤波器，由三层电介质基板压合而成，但其是该方案所设计的带通滤波器为平面结构，而不是立体结构。申请公布号为CN111710944A的中国发明专利申请文献公开了一种多层自封装的超宽带阻抗变换巴伦带通滤波器，包括从上至下依次设置的顶层金属接地板、中上层带状传输线、中下层带状传输线和底层金属接地板，但该方案是依靠耦合能量来滤波，损耗较大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于如何降低微带滤波器的损耗。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
提出了一种微带滤波器，所述滤波器包括：上层微带板、半固化片和下层微带板，所述半固化片位于所述上层微带板和所述下层微带板之间，所述下层微带板连接有接地板；
所述上层微带板的上层设置有第一微带传输线，所述上层微带板的下层设置有第二微带传输线，所述第一微带传输线呈几字型，所述第二微带传输线呈T型，且所述第一微带传输线和所述第一微带传输线重叠，所述第一微带传输线和所述第一微带传输线之间通过金属化盲孔连接。
进一步地，所述接地板包括第一介质基板和第二介质基板，所述第一介质基板位于所述下层微带板的上层，所述第二介质基板位于所述下层微带板的下层。
进一步地，所述第一微带传输线和所述第二微带传输线分别为附着在所述上层微带板的上层和下层的铜箔。
进一步地，所述第一微带传输线包括两端部线路和一凸部线路，所述凸部线路位于两端部线路之间且形成耦合区，所述第二微带传输线包括第一线路和第二线路，所述第二线路垂直于所述第一线路；
所述第一线路与两端部线路位置对应重叠并通过金属化盲孔连接，所述第二线路的位置与所述耦合区的位置对应并与所述凸部线路经金属化盲孔连接。
进一步地，所述微带滤波器的长度为1个波长。
此外，还提出了一种微波电路，包括如上所述的微带滤波器。
此外，还提出了一种天线，包括如上所述的微带滤波器。
本发明的优点在于：
(1)本发明通过将上层微带板上顶面设置的第一微带传输线的形状设置为几字型，将上层微带板下底面设置的第二微带传输线的形状设置为T型，通过几字型的第一微带传输线实现交叉耦合，提高滤波器的矩形系数，降低滤波器级数，实现小型化；该微带滤波器结构简洁，传输线没有中断，损耗低，且通过设置的T型线路实现容性加载，损耗远小于耦合结构的滤波器，损耗仅为1dB。
(2)传统微带滤波器在同样矩形系数前提下的长度约为2～3波长，本发明设计的微带滤波器的长度仅1个波长。
本发明附加的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，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1是本发明一实施例提出的微带滤波器的结构示意图；
图2是本发明一实施例提出的微带滤波器中微带线路的结构示意图；
图3是本发明一实施例提出的微带滤波器中微带线路的连接示意图；
图4是本发明一实施例中提出的微带滤波器的仿真结果示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1至图2所示，本发明第一实施例提出了微带滤波器，所述滤波器包括：上层微带板10、半固化片30和下层微带板20，所述半固化片30位于所述上层微带板10和所述下层微带板20之间，所述下层微带板20连接有接地板；
所述上层微带板10的上层设置有第一微带传输线11，所述上层微带板10的下层设置有第二微带传输线12，所述第一微带传输线11呈几字型，所述第二微带传输线12呈T型，且所述第一微带传输线11和所述第一微带传输线11重叠，所述第一微带传输线11和所述第一微带传输线11之间通过金属化盲孔40连接。
本实施例通过将上层微带板10上顶面设置的第一微带传输线11的形状设置为几字型，将上层微带板10下底面设置的第二微带传输线12的形状设置为T型，通过几字型的第一微带传输线11实现交叉耦合，提高滤波器的矩形系数，降低滤波器级数，实现小型化；通过设置的T型线路实现容性加载，损耗远小于耦合结构的滤波器，传统微带滤波器在同样矩形系数前提下的插入损耗约为3～5dB，而本实施例所设计的微带滤波器的损耗仅为1dB。
进一步地，本实施例中微带滤波器设置为三层结构，可以在z向进行容性加载，在x,y方向的尺寸可以显著缩小，且通过最少的层数实现微带滤波器，降低加工难度。
在一实施例中，所述接地板包括第一介质基板21和第二介质基板22，所述第一介质基板21位于所述下层微带板20的上层，所述第二介质基板22位于所述下层微带板20的下层。
需要说明的是，第一介质基板21离上层微带线路更近，传输线的阻抗会更高。
在一实施例中，所述第一微带传输线11和所述第二微带传输线12分别为附着在所述上层微带板10的上层和下层的铜箔。
在一实施例中，如图图2至图3所示，所述第一微带传输线11包括两端部线路和一凸部线路，所述凸部线路位于两端部线路之间且形成耦合区，所述第二微带传输线12包括第一线路和第二线路，所述第二线路垂直于所述第一线路；
所述第一线路与两端部线路位置对应重叠并通过金属化盲孔40连接，所述第二线路的位置与所述耦合区的位置对应并与所述凸部线路经金属化盲孔40连接。
需要说明的是，本实施例中两个端部分别通过一个金属化盲孔40与第一线路连接，仅连接第一微带传输线11和第二微带传输线12，不能贯穿。
需要说明的是，所述凸部线路可以设置为直线、圆弧、三角形等，本实施例不作具体限定，只要使得第一微带传输线11不是一条直线，可以提供交叉耦合即可。
在一实施例中，所述微带滤波器的长度为1个波长。
需要说明的是，传统微带滤波器在同样矩形系数前提下的长度约为2～3波长，本实施例所设计的微带滤波器的长度仅1个波长。
图4为本实施例微带滤波器的仿真结果，由图4可以看出，带外抑制达到-30dB,带内插入损耗仅仅-0.17dB，说明该滤波器的带外抑制度高，带内损耗很低，实测结果与仿真结果基本吻合。
此外，本发明还提出了一种微波电路，包括如上实施例所述的微带滤波器。
此外，本发明还提出了一种天线，包括如上实施例所述的微带滤波器。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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发明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。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (7)
1.一种微带滤波器，其特征在于，所述滤波器包括：上层微带板、半固化片和下层微带板，所述半固化片位于所述上层微带板和所述下层微带板之间，所述下层微带板连接有接地板；
所述上层微带板的上层设置有第一微带传输线，所述上层微带板的下层设置有第二微带传输线，所述第一微带传输线呈几字型，所述第二微带传输线呈T型，且所述第一微带传输线和所述第一微带传输线重叠，所述第一微带传输线和所述第一微带传输线之间通过金属化盲孔连接。
2.如权利要求1所述的微带滤波器，其特征在于，所述接地板包括第一介质基板和第二介质基板，所述第一介质基板位于所述下层微带板的上层，所述第二介质基板位于所述下层微带板的下层。
3.如权利要求1所述的微带滤波器，其特征在于，所述第一微带传输线和所述第二微带传输线分别为附着在所述上层微带板的上层和下层的铜箔。
4.如权利要求1所述的微带滤波器，其特征在于，所述第一微带传输线包括两端部线路和一凸部线路，所述凸部线路位于两端部线路之间且形成耦合区，所述第二微带传输线包括第一线路和第二线路，所述第二线路垂直于所述第一线路；
所述第一线路与两端部线路位置对应重叠并通过金属化盲孔连接，所述第二线路的位置与所述耦合区的位置对应并与所述凸部线路经金属化盲孔连接。
5.如权利要求1所述的微带滤波器，其特征在于，所述微带滤波器的长度为1个波长。
6.一种微波电路，其特征在于，包括如权利要求1-5任一项所述的微带滤波器。
7.一种天线，其特征在于，包括如权利要求1-5任一项所述的微带滤波器。
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