CN117458105A - 基片集成波导滤波器 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种基片集成波导滤波器，用于解决现有基片集成波导滤波器存在滤波范围较窄，带外抑制度和谐波抑制能力较弱的缺陷。该滤波器包括设置有金属化通孔阵列的介质基板，分别覆盖在介质基板上、下表面的第一金属层和第二金属层，间隔设置在金属化通孔阵列中的第一金属层上的n个组合型缺陷地耦合单元对，输入馈线，输出馈线。该滤波器的每个滤波结构具有较大的阻带范围，较强的带外抑制度，较高的谐波抑制能力，较好的电磁信号选择性；多个滤波结构沿波导方向级联设置形成的级联滤波结构，其阻带范围逐级增大，带外抑制度逐级增强，谐波抑制能力逐级提高，电磁信号选择性也逐级提高，可实现对电磁信号高宽带、低损耗、高选择性提取。

Description

基片集成波导滤波器

技术领域

本发明涉及微波射频技术领域，尤其涉及一种基片集成波导滤波器。

背景技术

毫米波技术为5G无线通信系统提供了实现高速率、低时延、高连接密度的载波工具。但是，目前还缺少适用于毫米波频段的小型化滤波器。传统基于谐振腔的滤波器，其实现的带宽、损耗指标与尺寸难以满足5G无线通信的应用需求。毫米波金属波导滤波器，其制作工艺复杂，不易与5G电路的平面结构实现集成，难以批量低成本生产。

随着5G无线通信商用化，高带宽、低损耗、高性能、小尺寸的毫米波器件得到快速发展与产业化应用。微波和毫米波射频器件的小型化与性能提升是未来集成电路和无线系统的发展方向。

基片集成波导(Substrate integrated waveguide，SIW)技术具有类似金属波导的优良特性，其制作简单，易于与电路结构集成，是实现高性能毫米波器件的新思路。

然而，发明人在实现本发明实施例中的技术方案的过程中发现，现有的基片集成波导滤波器至少存在如下技术问题：

现有的基片集成波导滤波器存在滤波范围较窄，带外抑制度和谐波抑制能力较弱的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种基片集成波导滤波器，用于解决现有的基片集成波导滤波器存在滤波范围较窄，带外抑制度和谐波抑制能力较弱的技术问题。

为了实现上述目的，本发明实施例中采用的技术方案如下：

本发明实施例中提供一种基片集成波导滤波器，包括：

介质基板；所述介质基板为单层长方体结构，其长度方向两侧部各开设有一个金属化通孔队列，两个金属化通孔队列构成金属化通孔阵列，用于将电磁信号限定在所述介质基板内传播；

第一金属层；所述第一金属层覆盖在所述介质基板上表面，与所述金属化通孔阵列电连接；

第二金属层；所述第二金属层覆盖在所述介质基板下表面，与所述金属化通孔阵列电连接；

基于缺陷地的谐振单元；所述基于缺陷地的谐振单元为沿着所述介质基板长度方向间隔设置在所述金属化通孔阵列中的第一金属层上的n个组合型缺陷地耦合单元对，用于对电磁信号顺次进行n次滤波；每个所述组合型缺陷地耦合单元对包含两个相对设置的组合型缺陷地结构；其中，n为大于或等于2的整数；

输入馈线；所述输入馈线电连接所述第一金属层的输入接口；

输出馈线；所述输出馈线电连接所述第一金属层的输出接口。

可选地，所述组合型缺陷地结构包括E型缺陷地结构主体，串联在所述E型缺陷地结构主体上端的U型缺陷地结构，串联在所述E型缺陷地结构主体下端的U型缺陷地结构。

可选地，n个所述组合型缺陷地耦合单元对之间的耦合系数沿着所述介质基板长度方向依次减小。

可选地，n个所述组合型缺陷地耦合单元对通过刻蚀工艺得到。

可选地，所述介质基板采用介电常数大于2、损耗因子小于0.002的电子基板材料制成。

可选地，所述介电常数大于2、损耗因子小于0.002的电子基板材料为氧化铝、聚四氟乙烯或石英玻璃中的一种。

可选地，所述输入馈线和所述输出馈线为微带线。

基于上述技术方案，本发明实施例中的基片集成波导滤波器，通过在单层长方体结构所述介质基板的长度方向两侧部对称设置两排金属化通孔形成所述金属化通孔阵列，构建矩形电壁，将电磁信号限定在所述介质基板内传播，实现矩形波导结构；通过在所述金属化通孔阵列中的第一金属层上的设置n个组合型缺陷地耦合单元对，n个组合型缺陷地耦合单元对是所述第一金属层中绝缘区域，与所述第一金属层中的正常导电区域形成了一种周期性的导电-绝缘的结构，电磁信号与这种周期结构发生相互作用，在一定频带内降低了电磁信号的相位速度，从而出现了相对于自由空间的慢波传播，也即产生了慢波效应。慢波效应使得电磁信号在所述基于缺陷地的谐振单元滤波结构中慢速传播，增大了其与滤波结构中的相互作用时间，有利于电磁信号的滤波处理，同时，所述基于缺陷地的谐振单元的尺寸也可以做得更小。

组合型缺陷地结构，具有较长的等效电路长度，阻带范围大；两个所述组合型缺陷地结构相对设置构成所述组合型缺陷地耦合单元对，也进一步从结构上扩大了阻带范围；通过在所述金属化通孔阵列中的第一金属层上的设置n个组合型缺陷地耦合单元对，形成级联的n级滤波结构，其阻带范围逐级增大，带外抑制度逐级增强，谐波抑制能力逐级提高，电磁信号选择性也逐级提高，可实现对电磁信号的高选择性提取。进而，从整体上实现高宽带、低损耗、高选择性的毫米波信号滤波。

因此，与采用谐振腔的现有技术相比，本发明实施例中的基片集成波导滤波器，不仅每个滤波结构具有较大的阻带范围，较强的带外抑制度，较高的谐波抑制能力，较好的电磁信号选择性，而且多个滤波结构沿波导方向级联设置形成的n级级联滤波结构，其阻带范围逐级增大，带外抑制度逐级增强，谐波抑制能力逐级提高，电磁信号选择性也逐级提高，可实现对电磁信号的高宽带、低损耗、高选择性提取。进而有效解决了现有的基片集成波导滤波器存在的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明实施例中的基片集成波导滤波器的示意性结构图；

图2示出了本发明实施例中的基片集成波导滤波器下表面的示意性结构图；

图3示出了本发明实施例中的实施例1的基片集成波导滤波器的仿真与测试结果图。

其中，图中的附图标记与部件名称之间的对应关系如下：

介质基板100，金属化通孔阵列110，第一金属层200，第二金属层300，基于缺陷地的谐振单元400，组合型缺陷地耦合单元对410，组合型缺陷地结构411，E型缺陷地结构主体4111，U型缺陷地结构4112，输入馈线500，输出馈线600。

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，下面将结合实际应用，参照本发明实施例附图，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。

本发明实施例中的基片集成波导滤波器，可广泛应用于移动通信系统、雷达系统、卫星通信系统、导航系统、无线本地网络系统中。

此外，基于集成电路制作工艺，基片集成波导滤波器可与其他微波无源器件或有源器件一起集成在同一芯片上，构建微波集成电路。基片集成波导滤波器还可以集成在通信电路中形成无线通信设备。

为了便于清楚、完整地理解本发明实施例的技术方案，下面对本发明实施例中所涉及的术语进行说明。

术语“电壁(Electric Wal)”，凡是满足理想导体(epslon＝infinite)边界条件的曲面。在导体内部Et和Hn均为0；电力线垂直于导体表面；磁力线平行于导体表面。电壁是一种射频屏蔽结构，它通过在介质层上设置金属化通孔或狭缝来限制和屏蔽电磁波的传播。电壁可以将电磁能量限制在其内部，同时也可以防止电磁场泄漏到外部。

现有的基片集成波导滤波器存在滤波范围较窄，带外抑制度和谐波抑制能力较弱的技术问题，无法实现高宽带、高选择性滤波。

发明人在研究中发现，现有的基于谐振腔的基片集成波导滤波器无法实现高宽带、高选择性滤波，并非由于谐振腔滤波结构本身就存在滤波范围较窄，带外抑制度和谐波抑制能力较弱的问题，真实原因是，电磁信号在谐振腔中的传播速度与自由空间的传播速度一样，其与谐振腔滤波结构的相互作用时间较短，不利于电磁信号的滤波处理。

发明人在实现本发明实施例中的技术方案过程中发现，如果能够降低电磁信号在谐振腔中的传播速度，使其与谐振腔滤波结构的相互作用时间较长，那么就能对电磁信号进行有效地滤波处理。但是，要在单层介质基板上的谐振腔滤波结构中实现慢波效应是目前尚未解决的技术领域难题。

发明人经过深入研究发现，如果将谐振腔滤波结构变更成缺陷地滤波结构，那么就可在单层介质基板上的缺陷地滤波结构中实现慢波效应。如果电磁信号能够在缺陷地滤波结构中多次耦合，电磁信号选择性就会更强，滤波效果更好。

发明人基于上述认识，提供一种基片集成波导滤波器。

下面将结合附图和实施例，对本发明的技术方案进行说明。

图1示出了本发明实施例中的基片集成波导滤波器的示意性结构图。

图2示出了本发明实施例中的基片集成波导滤波器下表面的示意性结构图。

现参照图1，同时结合图2所示，本发明实施例中提供一种基片集成波导滤波器，包括：

介质基板100；所述介质基板100为单层长方体结构，其长度方向两侧部各开设有一个金属化通孔队列，两个金属化通孔队列构成金属化通孔阵列110，用于将电磁信号限定在所述介质基板内传播；

第一金属层200；所述第一金属层200覆盖在所述介质基板100上表面，与所述金属化通孔阵列110电连接；

第二金属层300；所述第二金属层300覆盖在所述介质基板100下表面，与所述金属化通孔阵列110电连接；

基于缺陷地的谐振单元400；所述基于缺陷地的谐振单元400为沿着所述介质基板100长度方向间隔设置在所述金属化通孔阵列110中的第一金属层200上的n个组合型缺陷地耦合单元对410，用于对电磁信号顺次进行n次滤波；每个所述组合型缺陷地耦合单元对410包含两个相对设置的组合型缺陷地结构411；其中，n为大于或等于2的整数；

输入馈线500；所述输入馈线500电连接所述第一金属层200的输入接口；

输出馈线600；所述输出馈线600电连接所述第一金属层200的输出接口。

本发明新型实施例，将基片集成波导滤波器的技术功能分解为在所述介质基板100上形成矩形波导结构，在矩形波导结构形成具有慢波效应的滤波结构，提高电磁信号与具有慢波效应的滤波结构的相互作用效力。其中，

通过在单层长方体结构所述介质基板100的长度方向两侧部对称设置两排金属化通孔形成所述金属化通孔阵列110，构建矩形结构的电壁，将电磁信号限定在所述介质基板100内传播，实现矩形波导结构。

通过在所述金属化通孔阵列110中的第一金属层200上设置具有周期性结构的基于缺陷地的谐振单元400，从而在单层所述介质基板100上形成具有慢波效应的滤波结构。

通过将基于缺陷地的谐振单元400设计为设置在所述金属化通孔阵列110中的第一金属层200上的n个组合型缺陷地耦合单元对410，形成级联的n级滤波结构。该n级滤波结构的阻带范围逐级增大，带外抑制度逐级增强，谐波抑制能力逐级提高，电磁信号选择性也逐级提高，可实现对电磁信号的高选择性提取。通过两个所述组合型缺陷地结构411相对设置构成所述组合型缺陷地耦合单元对410，来扩大所述组合型缺陷地耦合单元对410的阻带范围。所述组合型缺陷地结构411通过采用一个主干缺陷和两个支缺陷，两个支缺陷分别设置在主干缺陷的上、下两侧的技术方案，进而可调节谐振峰值宽度，实现响应范围的扩大，以能够进行更高宽带滤波。

通过以上技术手段，不仅每个滤波结构具有较大的阻带范围，较强的带外抑制度，较高的谐波抑制能力，较好的电磁信号选择性，而且n个滤波结构沿波导方向级联设置形成的n级级联滤波结构，其阻带范围逐级增大，带外抑制度逐级增强，谐波抑制能力逐级提高，电磁信号选择性也逐级提高，可实现对电磁信号的高宽带、低损耗、高选择性提取。

本发明实施例中，所述介质基板100是整个滤波器的基本框架，为单层长方体结构，用于提供电磁信号传播的介质环境。长方体结构为滤波器通用的集成结构，采用此结构，以便于与其他电路方案有效结合。

为获得较高带宽、较低损耗的波导传输，可选地，所述介质基板100采用介电常数大于2、损耗因子小于0.002的电子基板材料制成所述介质基板100，以使所述介质基板100能够取得较低的截止频率和较高的功率容量。对于整个滤波器而言，所述介质基板100的介电常数越大，中心频率越低，传输带宽越宽；所述介质基板100的损耗因子越小，插入损耗越低，频率选择性越好。制作所述介质基板100的材料包括但不限于氧化铝、聚四氟乙烯、石英玻璃。其中，石英玻璃的介电常数为3.78，损耗因子为3×10-4是优选的制作所述介质基板100的材料。

考虑毫米波信号的穿透深度，所述介质基板100的厚度一般选择0.1-1mm。所述介质基板100表面需要经过抛光处理，使表面具有很好的平整度。

本发明实施例中，所述金属化通孔阵列110，用于将电磁信号限制在所述介质基板100内传播。

具体的，所述金属化通孔阵列110由两排金属化通孔组成，沿所述介质基板100长度方向两侧部对称设置。所述金属化通孔阵列110的金属化通孔，具体可以通过激光钻孔获得初步孔洞结构，然后通过化学腐蚀得到通孔，再经过镀铜或电镀金的工艺在通孔内壁形成导电层，实现金属化。设置在所述介质基板100上的所述金属化通孔阵列110，构成矩形波导结构，起电磁屏蔽作用，使电磁信号限定在其内部传播，实现基片集成波导结构。

本发明实施例中，所述第一金属层200，覆盖在所述介质基板100上表面，与所述金属化通孔阵列110的金属化通孔电连接，用于传导电磁信号。所述第一金属层200具有输入接口和输出接口。

具体的，所述第一金属层200，选用金、铜、银、铝等良好导电的金属材料，具体可通过电镀或金属沉积等方式覆盖在所述介质基板100上表面而制成。通常所述第一金属层200的厚度约为0.0005-0.005mm。所述第一金属层200与所述金属化通孔阵列110的金属化通孔电连接，将电磁信号限定在所述介质基板100内传播。

本发明实施例中，所述第二金属层300，覆盖在所述介质基板100下表面，与所述金属化通孔阵列110的金属化通孔电连接，用于传导电磁信号。所述第二金属层300还可以作为滤波器的接地面，有利于模组安装。

具体的，所述第二金属层300，选用金、铜、银、铝等良好导电的金属材料，具体可通过电镀或金属沉积等方式覆盖在所述介质基板100下表面而制成。通常所述第二金属层300的厚度约为0.0005-0.005mm。所述第二金属层300与所述金属化通孔阵列110的金属化通孔电连接，将电磁信号限定在所述介质基板100内传播。

所述第一金属层200作为波导结构的上部导电面，所述第二金属层300作为波导结构的下部导电面，与所述金属化通孔阵列110相配合，将电磁信号限定在所述介质基板100内传播，实现波导结构。所述第一金属层200与所述第二金属层300间的电磁波场借助通孔垂直耦合，实现波导的导引作用。

本发明实施例中，所述基于缺陷地的谐振单元400，由n个组合型缺陷地耦合单元对410组成，用于通过缺陷地区域形成的谐振腔结构，对特定电磁信号进行谐振放大或抑制，实现滤波功能。其中，n其值大于等于2。

具体的，所述组合型缺陷地耦合单元对410为所述第一金属层200上的绝缘区域，该绝缘区域与所述第一金属层200中的正常导电区域形成了一种周期性的导电-绝缘的结构，电磁信号与这种周期结构发生相互作用，在一定频带内降低了电磁信号的相位速度，从而出现了相对于自由空间的慢波传播，也即产生了慢波效应。当电磁信号在具有慢波效应的所述基于缺陷地的谐振单元400滤波结构中传播时，其传播速度降低，增大了其与滤波结构中的相互作用时间，有利于电磁信号的滤波处理。

n个所述组合型缺陷地耦合单元对410，按照一定间隔间距沿波导方向设置于所述第一金属层200上，形成级联的n级滤波结构；每级所述组合型缺陷地耦合单元对410都能提供一定的阻带抑制和谐振峰提取功能，后级的所述组合型缺陷地耦合单元对410的阻带范围覆盖前一级的边缘，增大阻带范围，后级的所述组合型缺陷地耦合单元对410的谐振峰定位在前一级的谐振峰范围内进行再提取，通过这种方式，逐级增强选择性，得到更陡峭的滤波效果，实现对电磁信号的高选择性提取。需要说明的是，n的设置需要综合考虑阻带抑制度需求和损耗约束。滤波级数越多，滤波效果越好，但损耗也会增大。

每个所述组合型缺陷地耦合单元对410包含两个组合型缺陷地结构411，两个所述组合型缺陷地结构411相对设置。由于每个所述组合缺陷地结构具有阻带和谐振峰双特性，两个所述组合型缺陷地结构411相对设置，一方面，扩大了阻带范围，可以抑制更宽频段的噪声和干扰，另一方面，获取多个谐振峰，可以用于多信道或宽带信号的同时提取，进而，可以获得更强大的滤波提取功能。

每个所述组合型缺陷地结构411包含一个主干缺陷和两个支缺陷，两个支缺陷分别设置在主干缺陷的上、下两侧。所述组合型缺陷地结构411具有较长的等效电路长度，较大的阻带范围。两个支缺陷可调节谐振峰值宽度，实现响应范围的扩大，以能够进行更高宽带滤波。

本发明实施例中，所述输入馈线500电连接所述第一金属层200的输入接口，用于输入待滤波的电磁信号。

具体的，所述输入馈线500采用微带线或同轴线，一端接入信号源，一端接入输入信号源，另一端经过适当过渡与转换，电连接波导结构所述第一金属层200的输入接口。

本发明实施例中，所述输出馈线600电连接所述第一金属层200的输出接口，用于输出滤波后的电磁信号。

具体的，所述输入馈线500采用微带线或同轴线，一端电连接波导结构所述第一金属层200的输出接口，另一端接入负载或后级电路，输出经滤波处理后的电磁信号。

由此可见，本发明实施例中的基片集成波导滤波器，通过在单层长方体结构所述介质基板100的长度方向两侧部对称设置两排金属化通孔形成所述金属化通孔阵列110，构建矩形电壁，将电磁信号限定在所述介质基板100内传播，实现矩形波导结构；通过在所述金属化通孔阵列110中的第一金属层200上的设置n个组合型缺陷地耦合单元对410，以在所述第一金属层200上形成绝缘区域，该绝缘区域与所述第一金属层200中的正常导电区域形成了一种周期性的导电-绝缘的结构，电磁信号与这种周期结构发生相互作用，在一定频带内降低了电磁信号的相位速度，从而出现了相对于自由空间的慢波传播，也即产生了慢波效应。慢波效应使得电磁信号在所述基于缺陷地的谐振单元400滤波结构中慢速传播，增大了其与滤波结构中的相互作用时间，有利于电磁信号的滤波处理，同时，所述基于缺陷地的谐振单元400的尺寸可以做得更小。

组合型缺陷地结构411，具有较长的等效电路长度，较大的阻带范围；两个所述组合型缺陷地结构411相对设置构成所述组合型缺陷地耦合单元对410，也进一步从结构上扩大了阻带范围；通过在所述金属化通孔阵列110中的第一金属层200上的设置n个组合型缺陷地耦合单元对410，形成级联的n级滤波结构，其阻带范围逐级增大，带外抑制度逐级增强，谐波抑制能力逐级提高，电磁信号选择性也逐级提高，可实现对电磁信号的高选择性提取。进而，从整体上实现高宽带、低损耗、高选择性的毫米波信号滤波。

因此，与采用谐振腔的现有技术相比，本发明实施例中的基片集成波导滤波器，不仅每个滤波结构具有较大的阻带范围，较强的带外抑制度，较高的谐波抑制能力，较好的电磁信号选择性，而且多个滤波结构沿波导方向级联设置形成的n级级联滤波结构，其阻带范围逐级增大，带外抑制度逐级增强，谐波抑制能力逐级提高，电磁信号选择性也逐级提高，可实现对电磁信号的高宽带、低损耗、高选择性提取。进而有效解决了现有的基片集成波导滤波器存在的技术问题。

为了提高基片集成波导滤波器的响应范围，本发明实施例中，可选地，所述组合型缺陷地结构411包括E型缺陷地结构主体4111，串联在所述E型缺陷地结构主体4111上端的U型缺陷地结构4112，串联在所述E型缺陷地结构主体4111下端的U型缺陷地结构4112。

具体的，所述E型缺陷地结构主体和U型缺陷地结构4112均为谐振腔结构，都能实现带阻带通滤波。相较而言，所述E型缺陷地结构主体4111的谐振腔体积相对较大，其中心频率较低，响应较低频段，U型缺陷地结构4112的谐振腔体积较小，其中心频率较高，响应较高频段。所述E型缺陷地结构主体4111与串联在其上下两端的U型缺陷地结构4112，组成一个组合型缺陷地结构411的滤波单元。在该滤波单元中，所述E型缺陷地结构主体4111响应较低频段，两个U型缺陷地结构4112响应较高频段，实现响应范围的扩大，以能够进行更高宽带响应。

为了提高本发明实施例中的基片集成波导滤波器的滤波特性，本发明实施例中，可选地，n个所述组合型缺陷地耦合单元对410之间的耦合系数沿着所述介质基板100长度方向依次减小。

具体的，相邻两个所述组合型缺陷地耦合单元对410之间为耦合连接，可通过调节两者之间的间隔间距，实现耦合系数的控制。也就是说，可通过逐步增大间隔间距的方式设置n个所述组合型缺陷地耦合单元对410，实现n个所述组合型缺陷地耦合单元对410之间的耦合系数沿着所述介质基板100长度方向依次减小。逐步增大间隔间距是指后级间隔间距大于前级间隔间距。顺序减小n个所述组合型缺陷地耦合单元对410之间的耦合系数，可以在保证充分耦合的同时，使各级滤波的带宽依次减小，提高频带平坦度，从而达到滤波抑制度逐级提高的技术效果，有利于获得更加理想的滤波特性。

为了提高n个所述组合型缺陷地耦合单元对410的制作精度，本发明实施例中，可选地，n个所述组合型缺陷地耦合单元对410通过刻蚀工艺得到。

具体的，首先设计n个所述组合型缺陷地耦合单元对410的布图，其中，布图上的n个所述组合型缺陷地耦合单元对410以一定间距排布；然后采用微制造的刻蚀工艺依次在所述第一金属层200上刻蚀出n个所述组合型缺陷地耦合单元图形。通过刻蚀工艺在所述第一金属层200上高精度地制造n个所述组合型缺陷地耦合单元，实现对滤波性能的精确控制，进而可以提高基片集成波导滤波器的滤波精度。

为了使基片集成波导滤波器能够与无线通信设备的微带线传输线无缝连接。本发明实施例中，可选地，所述输入馈线500和所述输出馈线600为微带线。

具体的，采用微带线电连接所述第一金属层200的输入接口，以及采用微带线电连接所述第一金属层200的输出接口，以实现输入和输出的顺畅连接。微带线具有体积小、损耗低的特点，微带线的选择需要考虑与基片集成波导滤波器的阻抗匹配，提高输入输出的传输效率，达到降低反射损耗的技术目的。所述输入馈线500和所述输出馈线600具体可以为50欧姆的微带线，其宽度具体可以是0.87mm，其长度具体可以是1.5mm。

实施例1

实施例1中提供一种基片集成波导滤波器。所述基片集成波导滤波器的中心频率为28.3GHz，通频带宽为8.2GHz，通带频率为24.5GHz-32.7GHz，通带内最小插入损耗-1.12dB，回波损耗小于-15dB，带外抑制大于-30dB。

所述基片集成波导滤波器的面积为4mm×2.6mm。

所述介质基板100，其材料为石英玻璃，该石英玻璃的介电常数为3.78，损耗因子为3×10^-4，基体厚度为0.4mm。

所述第一金属层200和所述第二金属层300的材料均为金，厚度为0.003mm。

所述输入馈线500和所述输出馈线600为50欧姆的微带线，其宽度为0.87mm，其长度为1.5mm。

所述金属化通孔阵列110，为宽度2.6mm，长度4mm的矩形结构。其金属化通孔直径为0.06mm，相邻金属化通孔间的孔心距为0.15mm。所述金属化通孔阵列110的金属化通孔的金属化填充材料为铜。

所述基于缺陷地的谐振单元400包括3个组合型缺陷地耦合单元对410，相邻两个组合型缺陷地耦合单元对410之间的间隔间距为0.3mm。

每个所述组合型缺陷地耦合单元对410包含两个相对设置的组合型缺陷地结构411；所述组合型缺陷地结构411包括E型缺陷地结构主体4111，串联在所述E型缺陷地结构主体4111上端的U型缺陷地结构4112，串联在所述E型缺陷地结构主体4111下端的U型缺陷地结构4112。其中，

所述E型缺陷地结构主体4111的长度为1.25mm。宽度为0.4mm。

U型缺陷地结构4112的长度为0.4mm，宽度为0.2mm。

E型缺陷地结构长度为1.25mm。宽度为0.4mm。缺陷地对之间的间隔间距为0.3mm。

图3示出了本发明实施例中的实施例1的基片集成波导滤波器的S参数仿真与测试结果图。

现参照图3所示，图3中，S11代表端口2匹配时，端口1的反射系数，而S21代表端口2匹配时，端口1到端口2的正向传输系数。

由图3示出的仿真结果可以看出，本发明实施例1中的基片集成波导滤波器，具有高频损耗低，矩形系数高，带外抑制强等优点。

Claims (7)

1.基片集成波导滤波器，其特征在于，包括：

介质基板(100)；所述介质基板(100)为单层长方体结构，其长度方向两侧部各开设有一个金属化通孔队列，两个金属化通孔队列构成金属化通孔阵列(110)，用于将电磁信号限定在所述介质基板(100)内传播；

第一金属层(200)；所述第一金属层(200)覆盖在所述介质基板(100)上表面，与所述金属化通孔阵列(110)电连接；

第二金属层(300)；所述第二金属层(300)覆盖在所述介质基板(100)下表面，与所述金属化通孔阵列(110)电连接；

基于缺陷地的谐振单元(400)；所述基于缺陷地的谐振单元(400)为沿着所述介质基板(100)长度方向间隔设置在所述金属化通孔阵列(110)中的第一金属层(200)上的n个组合型缺陷地耦合单元对(410)，用于对电磁信号顺次进行n次滤波；每个所述组合型缺陷地耦合单元对(410)包含两个相对设置的组合型缺陷地结构(411)；其中，n为大于或等于2的整数；

输入馈线(500)；所述输入馈线(500)电连接所述第一金属层(200)的输入接口；

输出馈线(600)；所述输出馈线(600)电连接所述第一金属层(200)的输出接口。

2.根据权利要求1所述的基片集成波导滤波器，其特征在于，所述组合型缺陷地结构(411)包括E型缺陷地结构主体(4111)，串联在所述E型缺陷地结构主体(4111)上端的U型缺陷地结构(4112)，串联在所述E型缺陷地结构主体(4111)下端的U型缺陷地结构(4112)。

3.根据权利要求1所述的基片集成波导滤波器，其特征在于，n个所述组合型缺陷地耦合单元对(410)之间的耦合系数沿着所述介质基板(100)长度方向依次减小。

4.根据权利要求1-3任一项所述的基片集成波导滤波器，其特征在于，n个所述组合型缺陷地耦合单元对(410)通过刻蚀工艺得到。

5.根据权利要求1-3任一项所述的基片集成波导滤波器，其特征在于，所述介质基板(100)采用介电常数大于2、损耗因子小于0.002的电子基板材料制成。

6.根据权利要求6所述的基片集成波导滤波器，其特征在于，所述介电常数大于2、损耗因子小于0.002的电子基板材料为氧化铝、聚四氟乙烯或石英玻璃中的一种。

7.根据权利要求1-3任一项所述的基片集成波导滤波器，其特征在于，所述输入馈线(500)和所述输出馈线(600)为微带线。