CN117497983A - 基于1/n模的微型低损耗硅基扇形基片集成波导结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于1/n模的微型低损耗硅基扇形基片集成波导结构，包括从上至下依次设置的上金属层、硅基板和金属底板；硅基板中设有TSV结构，上金属层和金属底板通过TSV结构实现上下连接，形成扇形基片集成波导结构；扇形基片集成波导结构具有m个扇形金属谐振腔；m个扇形金属谐振腔是利用至少一条耦合槽线将扇形基片集成波导结构进行分割得到的；耦合槽线用以实现相邻扇形金属谐振腔间的耦合；其中，m表示滤波器阶数，m≥2，n＝360°/θ，θ为扇形金属谐振腔的圆心角。该结构实现了宽通带和双通带特性的无源器件，在不降低器件性能的同时降低了其面积。
Description
技术领域
本发明属于基片集成波导技术领域，具体涉及基于1/n模的微型低损耗硅基扇形基片集成波导结构。
背景技术
基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide，SIW)技术由于其能够在平面级别的介质基板上像金属波导那样传输信号，保证信号低辐射损耗的传输，因此能够接替矩形波导和平面传输线结构继续推动者微波电路系统的发展。随着工艺的不断发展，SIW可以和大部分通信系统元件集成在一个基板上且不用通过额外工艺制造特定器件进行过度，从而降低信号传输过程中的损耗，扼制寄生现象。
使用SIW技术制造的无源器件不同于使用元器件制造的滤波器，使用元器件制造的无源器件可以通过改变元器件参数实现其性能参数(通带和损耗等)的可调，而使用SIW技术制造的无源器件只能通过改变其结构参数来调整其性能参数，因此为了获取高性能，现有的使用SIW技术制造的无源器件往往面积较大，不利于通信系统的小型化集成。
发明内容
为了解决现有技术中所存在的上述问题，本发明提供了基于1/n模的微型低损耗硅基扇形基片集成波导结构。
本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
一种基于1/n模的微型低损耗硅基扇形基片集成波导结构，包括从上至下依次设置的上金属层、硅基板和金属底板；
所述硅基板中设有TSV结构，所述上金属层和所述金属底板通过所述TSV结构实现上下连接，形成扇形基片集成波导结构；
所述扇形基片集成波导结构具有m个扇形金属谐振腔；所述m个扇形金属谐振腔是利用至少一条耦合槽线将所述扇形基片集成波导结构进行分割得到的；所述耦合槽线用以实现相邻扇形金属谐振腔间的耦合；其中，m表示滤波器阶数，m≥2，n＝360°/θ，θ为所述扇形金属谐振腔的圆心角。
在一个实施例中，所述上金属层还包括：输入馈线和输出馈线；
所述扇形基片集成波导结构上分别开设输入馈电口和输出馈电口；
所述输入馈线通过所述输入馈电口连接所述扇形基片集成波导结构，所述输出馈线通过所述输出馈电口连接所述扇形基片集成波导结构。
在一个实施例中，所述输入馈电口和所述输出馈电口的开口位置位于所述扇形基片集成波导结构在其工作模式下的电场最强处。
在一个实施例中，所述TSV结构包括：用于实现所述m个扇形金属谐振腔最外围腔壁的TSV，以及用于引入通带外传输零点的微扰TSV。
在一个实施例中，所述微扰TSV包括多个，多个微扰TSV关于所述扇形基片集成波导结构的中心轴对称分布。
在一个实施例中，所述基于1/n模的微型低损耗硅基扇形基片集成波导结构用于设计滤波器；当所述扇形基片集成波导结构的圆心角小于20°时，所述多个微扰TSV具体用于扰乱所述滤波器中的TM020的产生，使得该滤波器为宽通带滤波器。
在一个实施例中，所述基于1/n模的微型低损耗硅基扇形基片集成波导结构用于设计滤波器；当所述扇形基片集成波导结构的圆心角大于20°时，所述多个微扰TSV具体用于挤压所述滤波器中的TM020的场分布特性，使得该滤波器为双通带滤波器。
在一个实施例中，所述硅基板为一硅基复合介质板，所述硅基复合介质板从上至下依次包括：第一SiO2层、硅介质层和第二SiO2层。
在一个实施例中，θ＝10°，m＝2；或者θ＝20°，m＝2；或者θ＝10°，m＝4；或者θ＝45°，m＝2。
本发明还提供了一种无线电子设备，所述无线电子设备包括上述的任一种基于1/n模的微型低损耗硅基扇形基片集成波导结构。
本发明提供的基于1/n模的微型低损耗硅基扇形基片集成波导结构，利用了圆形波导场分布关于圆的中心对称的特性，提出了一种具有m≥2个扇形金属谐振腔的扇形基片集成波导结构，具体是通过利用至少一条耦合槽线将扇形基片集成波导结构进行分割，形成了m个圆心角相等的扇形金属谐振腔。由于腔体分割越多，每个腔体所占面积越小，因此相较于常规的矩形半模(HM)基片集成波导滤波器、1/4模(QM)基片集成波导滤波器，本发明在保有原有谐振器性能的基础上大大减小了谐振腔体的面积，相应的也就降低了结构的品质因数，从而也就降低了插入损耗并提升了通带带宽。此外，随着分割的扇形金属谐振腔的数量增多，整个结构中可调的结构参数也就越多，可以更为灵活地设计带内带外性能。
以下将结合附图及对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种基于1/n模的微型低损耗硅基扇形基片集成波导结构的侧视结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种1/36模基片集成波导宽通带2阶滤波器的俯视结构示意图；
图3是图2所示滤波器的S参数仿真结果图；
图4是本发明实施例提供的一种1/18模基片集成波导双通带2阶滤波器的俯视结构示意图；
图5是图4所示滤波器的S参数仿真结果图；
图6是本发明实施例提供的一种1/36模基片集成波导双通带4阶滤波器的俯视结构示意图；
图7是图6所示滤波器的S参数仿真结果图；
图8是本发明实施例提供的一种1/8模基片集成波导双通带2阶滤波器的俯视结构示意图；
图9是图8所示滤波器的S参数仿真结果图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
为了在不降低使用SIW技术制造的无源器件的性能的同时降低其面积，从而利于通信系统的小型化集成，本发明实施例提供了一种基于1/n模的微型低损耗硅基扇形基片集成波导结构，图1示出了该结构的侧视图，如图1所示，该结构包括从上至下依次设置的上金属层L1、硅基板和金属底板L5。其中，硅基板中设有TSV(Through Silicon Via，硅通孔)结构，上金属层和金属底板通过TSV结构实现上下连接，形成扇形基片集成波导结构。
其中，扇形基片集成波导结构具有m个扇形金属谐振腔；这m个扇形金属谐振腔是利用至少一条耦合槽线将扇形基片集成波导结构进行分割得到的；其中，m表示滤波器阶数，m≥2，n＝360°/θ，θ为扇形金属谐振腔的圆心角。
上述耦合槽线用以实现相邻扇形金属谐振腔间的耦合，耦合方式是电容耦合，该耦合槽线以简单结构实现了扇形金属谐振腔之间的信号传输；并且，只需简单地调整耦合槽线的线形和/或尺寸，即可调节扇形金属谐振腔之间的耦合参数。
优选地，上金属层L1和金属底板L5的材质均可以为铜，当然并不局限于此。
优选地，硅基板可以为一硅基复合介质板，当然并不局限于此。参见图1所示，硅基复合介质板从上至下依次包括：第一SiO2层L2、硅介质层L3和第二SiO2层L4。
本发明实施例提供的上述扇形基片集成波导结构的应用方向存在多种，例如可基于该扇形基片集成波导结构设计滤波器或者其他类型的无源器件。下面以设计滤波器为例对本发明实施例提供的上述扇形基片集成波导结构进行举例说明。
示例性的，图2中示出了一种1/36模基片集成波导宽通带2阶滤波器的俯视图；如图2所示，该滤波器包括一个圆心角为20°的扇形基片集成波导结构，通过一条耦合槽线K将该扇形基片集成波导结构分割为了m＝2个θ＝10°的扇形金属谐振腔，即图2中的R1和R2。
图4中示出了一种1/18模基片集成波导双通带2阶滤波器的俯视图，如图4所示，该滤波器包括一个圆心角为40°的扇形基片集成波导结构；通过一条耦合槽线K将该扇形基片集成波导结构分割为了m＝2个θ＝20°的扇形金属谐振腔，即图4中的R1和R2。
图6中示出了另一种1/36模基片集成波导双通带滤波器的俯视图，如图6所示，该滤波器包括一个圆心角为40°的扇形基片集成波导结构；通过3条耦合槽线K将该扇形基片集成波导结构分割为了m＝4个θ＝10°的扇形金属谐振腔，即图6中的R1、R2、R3和R4。
图8中示出了一种1/8模基片集成波导双通带2阶滤波器的俯视图，如图8所示，该滤波器包括一个圆心角为90°的扇形基片集成波导结构；通过1条耦合槽线K将该扇形基片集成波导结构分割为了m＝2个θ＝45°的扇形金属谐振腔，即图8中的R1和R2。
另外，在实际设计中，耦合槽线K的具体线形和尺寸可以根据实际需求进行调整。例如在图6中，在确保耦合性能满足需求的前提下，多条耦合槽线的长度和宽度不必完全相等。此外，在靠近扇形圆心角的位置，为了适应此处逐渐缩小的金属面积，耦合槽线K的前端尺寸也可以适应的减小；再例如，为了使相邻的扇形金属谐振腔之间达到较好的耦合效果，耦合槽线K的线形也可以设计成图8中所示的宽度渐变形式，这都是可以的。
可以理解的是，参照图2、4、6、8所示的滤波器结构，还可以设计出更多的1/n模基片集成波导带通滤波器，且不同阶数、不同θ的滤波器具有不同的性能和特点，本发明实施例不再穷举。
本发明实施例提供的基于1/n模的微型低损耗硅基扇形基片集成波导结构，利用了圆形波导场分布关于圆的中心对称的特性，提出了一种具有m≥2个扇形金属谐振腔的扇形基片集成波导结构，具体是通过利用至少一条耦合槽线将扇形基片集成波导结构进行分割，形成了m个圆心角相等的扇形金属谐振腔。由于腔体分割越多，每个腔体所占面积越小，因此相较于常规的矩形半模(HM)基片集成波导滤波器、1/4模(QM)基片集成波导滤波器，本发明在保有原有谐振器性能的基础上大大减小了谐振腔体的面积，相应的也就降低了结构的品质因数，从而也就降低了插入损耗并提升了通带带宽。此外，随着分割的扇形金属谐振腔的数量增多，整个结构中可调的结构参数也就越多，可以更为灵活地设计带内带外性能。
本发明实施例中使用TSV结构将上金属层L1与金属底板L5进行连接，实现了一种三维硅基无源器件，避免了在滤波器中使用互连线，减小了互连延时，因此可帮助提高无源器件所在系统的数据传输带宽。此外，TSV结构的引入还可以进一步帮助减小无源器件的面积、提高其集成度。
本发明实施例提供的基于1/n模的微型低损耗硅基扇形基片集成波导结构使用的是硅基板，因此可以与其他硅基元件集成，不存在CTE(热膨胀系数)不匹配的问题，因此基于本发明实施例提供的该扇形基片集成波导结构来设计无源器件，可以帮助提高器件所在系统的热可靠性，降低系统功耗以及系统的体积和重量，且该系统集成方式灵活，工艺一致性好。
在一个实施例中，参见图2、4、6、8所示，本发明实施例提供的基于1/n模的微型低损耗硅基扇形基片集成波导结构还包括：输入馈线B1和输出馈线B2；扇形基片集成波导结构上分别开设输入馈电口3和输出馈电口4；输入馈线B1通过输入馈电口3连接扇形基片集成波导结构，输出馈线B2通过输出馈电口4连接扇形基片集成波导结构。
优选地，如在图2、4、6、8中所示的，输入馈线B1可以通过输入馈电口3垂直连接扇形基片集成波导结构，输出馈线B2可以通过输出馈电口4垂直连接扇形基片集成波导结构，当然并不必须如此。
需要说明的是，图2、4、6、8中示出的输入馈线B1和输出馈线B2的具体结构仅仅作为示例，本发明实施例对输入馈线B1和输出馈线B2的具体结构不做限定。
在一个实施例中，可以通过优化输入馈线B1、输出馈线B2与扇形基片集成波导结构的连接位置达到较好的电耦合，此时输入馈电口3和输处馈电口的开口位置优选位于扇形基片集成波导结构在其工作模式下的电场最强处。
具体而言，通过对上述扇形基片集成波导结构在其工作模式下的电场分布进行建模仿真，可以找出该扇形基片集成波导结构的两个半径上的最强电场所在的位置，从而在这两个位置上分别开设输入馈电口3和输出馈电口4，由此输入馈线B1通过此输入馈电口3连接扇形基片集成波导结构，输出馈线B2通过此输出馈电口4连接扇形基片集成波导结构，可以使输入馈线B1、输出馈线B2与扇形基片集成波导结构的连接位置达到较好的电耦合效果。
在一个实施例中，连接上金属层L1和金属底板L5的TSV结构可以包括：用于实现所述m个扇形金属谐振腔最外围腔壁的TSV(图2、4、6、8中记为TSVa)，以及用于引入通带外传输零点的微扰TSV(图2、4、6、8中记为TSVb)。
优选地，参见图2、4、6、8所示，微扰TSV可以包括多个，这些微扰TSV可以关于扇形基片集成波导结构的中心轴对称分布。
下面以设计滤波器为例，对微扰TSV的分布位置进行举例说明。
当扇形基片集成波导结构的圆心角小于20°时，多个微扰TSV可以具体用于扰乱滤波器中的TM020的产生，使得该滤波器为宽通带滤波器，例如图2所示的滤波器便是一个宽通带滤波器。具体而言，当扇形基片集成波导结构的圆心角小于20°时，可以将微扰TSV设置于滤波器的TM010电场较弱而TM020电场较强处，从而扰乱TM020模式的产生，实现宽通带滤波。
当扇形基片集成波导结构的圆心角大于20°时，多个微扰TSV可以具体用于挤压滤波器中的TM020的场分布特性，使得该滤波器为双通带滤波器，例如图4、6、8所示的滤波器均是双通带滤波器。具体而言，当扇形基片集成波导结构的圆心角大于20°时，可以将微扰TSV设置于扇形谐振器尾部，此处TM010电场较弱，微扰TSV在不改变TM010也就是第一个通带场分布的情况下对TM020的场分布进行微扰，通过挤压TM020场分布对其电场进行改变，在高频带外形成传输零点，改善通带外特性，实现双通带滤波。
基于图2所示的滤波器结构，在一个具体示例中，本发明实施例提供了一种1/36模基片集成波导宽通带2阶滤波器，该滤波器采用2个θ＝10°的扇形金属谐振腔构成滤波器结构。具体的，该宽通带滤波器中，上金属层L1和金属底板L5的材质均为铜，铜的厚度为3μm；硅基板内部设置有多个介质通孔，介质通孔可以通过刻蚀得到，每个介质通孔的直径为30μm，通孔间距为120μm，介质通孔内部填充金属铜形成TSV；硅介质层L3的厚度为200μm，第一SiO2层L2和第二SiO2层L4的厚度均为2μm。整个滤波器包括两个扇形金属谐振腔R1和R2，其半径为3.38mm，两个扇形金属谐振腔R1和R2之间采用一个耦合槽线K连接形成电耦合，耦合槽线的长宽分别为2.65mm和0.02mm，滤波器的输入和输出分别采用输入馈线B1和输出馈线B2与扇形基片集成波导结构的电耦合连接；整个滤波器面积仅有4.1mm×2.036mm，属于微型器件。此外，每个扇形金属谐振腔内有一单独的微扰TSVb用来实现带外的传输零点，它们的大致位置位于谐振腔中段靠近尾部的位置处，此处TM010电场较弱和TM020电场较强。
图3示出了上述1/36模基片集成波导宽通带2滤波器的S参数仿真结果图，可以看到该滤波器具有良好的带内特性，其中心频率为17.96GHz，相对带宽为89.2％，通带内损耗为-0.29dB，具有宽通带低损耗特性。
基于图4所示的滤波器结构，在一个具体示例中，本发明实施例提供了一种1/18模基片集成波导双通带2阶滤波器，该滤波器采用2个θ＝20°的扇形金属谐振腔构成滤波器结构。具体的，该双通带滤波器中，上金属层L1和金属底板L5的材质均为铜，铜的厚度为3μm；硅基板内部设置有多个介质通孔，介质通孔可以通过刻蚀得到，每个介质通孔的直径为30μm，通孔间距为120μm，介质通孔内部填充金属铜形成TSV；硅介质层L3的厚度为200μm，第一SiO2层L2和第二SiO2层L4的厚度均为2μm。整个滤波器包括两个扇形金属谐振腔R1和R2，其半径为3.38mm，两个扇形金属谐振腔R1和R2之间采用一个耦合槽线K连接形成电耦合，耦合槽线K的长宽分别为2.91mm和0.09mm，滤波器的输入和输出分别采用输入馈线B1和输出馈线B2与扇形基片集成波导结构的电耦合连接；整个滤波器面积仅有4.4mm×3.056mm，属于微型器件。此外，每个扇形金属谐振腔内有一单独的微扰TSV用来实现带外的传输零点，提高了滤波器的带外特性；该微扰TSV的大致位置位于在谐振腔中段靠近尾部的位置处，此处TM010电场较弱，微扰TSV在不改变TM010也就是第一个通带场分布的情况下对TM020的场分布进行微扰，通过挤压TM020场分布对其电场进行改变，从而产生传输零点。
图5示出了上述1/18模基片集成波导双通带2阶滤波器的S参数仿真结果图，可以看到该滤波器中心频率为16.16GHz/40.14GHz，相对带宽为65.8％/12.2％，通带内损耗为-0.32dB/-0.89dB，具有双通带微型低损耗特性。
基于图6所示的滤波器结构，在一个具体示例中，本发明实施例提供了另一种1/36模基片集成波导双通带4阶滤波器，该滤波器采用4个θ＝10°的扇形金属谐振腔构成滤波器结构。具体的，该双通带滤波器中，上金属层L1和金属底板L5的材质均为铜，铜的厚度为3μm；硅基板内部设置有多个介质通孔，介质通孔可以通过刻蚀得到，每个介质通孔的直径为30μm，通孔间距为120μm，介质通孔内部填充金属铜形成TSV；硅介质层L3的厚度为200μm，第一SiO2层L2和第二SiO2层L4的厚度均为2μm。整个滤波器包括4个扇形金属谐振腔R1、R2、R3和R4，腔体半径为3.38mm。其中，扇形金属谐振腔R2和R3之间采用一条长宽分别为2.92mm和0.09mm的耦合槽线K连接形成电耦合，扇形金属谐振腔R1和R2之间采用一条长宽分别为1.9mm和0.05mm的耦合槽线K连接形成电耦合，扇形金属谐振腔R3和R4之间采用一条长宽分别为1.9mm和0.05mm的耦合槽线K连接形成电耦合；滤波器的输入和输出分别采用输入馈线B1和输出馈线B2与扇形基片集成波导结构的电耦合连接；整个滤波器面积仅有4.6mm×3.056mm，属于微型器件。此外，最外面的两个扇形金属谐振腔R1和R4内均有两个微扰TSV，扇形金属谐振腔R1和R2之间、扇形金属谐振腔R3和R4之间也分别有一个微扰TSV，这些TSV用来实现带外的传输零点，此处TM010电场较弱，微扰TSV在不改变TM010也就是第一个通带场分布的情况下对TM020的场分布进行微扰，通过挤压TM020场分布对其电场进行改变，从而产生传输零点。
图7示出了上述1/36模基片集成波导双通带4阶滤波器的S参数仿真结果图，可以看到该滤波器中心频率为16.86GHz/30.24GHz，相对带宽为60.3％/14.4％，通带内损耗为-0.35dB/-0.82dB，具有双通带微型低损耗特性。另外，值得一提的是，通过在该1/36模基片集成波导双通带滤波器中设置四阶谐振腔，使得该滤波器的可调结构参数更多，有助于提高滤波器的带内带外性能。
基于图8所示的滤波器结构，在一个具体示例中，本发明实施例提供了另一种1/8模基片集成波导双通带2阶滤波器，该滤波器采用2个θ＝45°的扇形金属谐振腔构成滤波器结构。具体的，该双通带滤波器中，上金属层L1和金属底板L5的材质均为铜，铜的厚度为3μm；硅基板内部设置有多个介质通孔，介质通孔可以通过刻蚀得到，每个介质通孔的直径为30μm，通孔间距为120μm，介质通孔内部填充金属铜形成TSV；硅介质层L3的厚度为200μm，第一SiO2层L2和第二SiO2层L4的厚度均为2μm。整个滤波器包括2个扇形金属谐振腔R1和R2，腔体半径为3.38mm。其中，扇形金属谐振腔R1和R2之间采用一条长宽分别为2.94mm和0.205mm的耦合槽线K连接形成电耦合；滤波器的输入和输出分别采用输入馈线B1和输出馈线B2与扇形基片集成波导结构的电耦合连接；整个滤波器面积仅有4.14mm×4.4mm，属于微型器件。此外，每个扇形金属谐振腔内有8个微扰TSV用来实现带外的传输零点，它们的分布位置参见图8所示，此处TM010电场较弱，微扰TSV在不改变TM010也就是第一个通带场分布的情况下对TM020的场分布进行微扰，通过挤压TM020场分布对其电场进行改变，从而产生传输零点。
图9示出了上述1/8模基片集成波导双通带2阶滤波器的S参数仿真结果图，可以看到该滤波器中心频率为17.62GHz/33.48GHz，相对带宽为45.5％/22.9％，通带内损耗为-0.56dB/-0.6dB，具有双通带微型低损耗特性。
综上可见，本发明实施例提供的基于1/n模的微型低损耗硅基扇形基片集成波导结构具有较小的面积和较高的性能，能够与其他硅基器件集成于通信系统，且具有能够帮助降低系统功耗、提高系统可靠性等多方面的优势。
基于本发明实施例提供的基于1/n模的微型低损耗硅基扇形基片集成波导结构，本发明实施例还提供了一种无线电子设备，该无线电子设备包括上文所述的任一种基于1/n模的微型低损耗硅基扇形基片集成波导结构，以利用该结构的m个扇形金属谐振腔实现滤波等目的。在实际应用中，该无线电子设备可以为通信设备，当然并不局限于此。
需要说明的是，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
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必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征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，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
尽管在此结合各实施例对本申请进行了描述，然而，在实施所要求保护的本申请过程中，本领域技术人员通过查看所述附图以及公开内容，可理解并实现所述公开实施例的其他变化。在本发明的描述中，“包括”一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外,相互不同的实施例中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于1/n模的微型低损耗硅基扇形基片集成波导结构，其特征在于，包括从上至下依次设置的上金属层、硅基板和金属底板；
所述硅基板中设有TSV结构，所述上金属层和所述金属底板通过所述TSV结构实现上下连接，形成扇形基片集成波导结构；
所述扇形基片集成波导结构具有m个扇形金属谐振腔；所述m个扇形金属谐振腔是利用至少一条耦合槽线将所述扇形基片集成波导结构进行分割得到的；所述耦合槽线用以实现相邻扇形金属谐振腔间的耦合；其中，m表示滤波器阶数，m≥2，n＝360°/θ，θ为所述扇形金属谐振腔的圆心角。
2.根据权利要求1所述的基于1/n模的微型低损耗硅基扇形基片集成波导结构，其特征在于，所述上金属层还包括：输入馈线和输出馈线；
所述扇形基片集成波导结构上分别开设输入馈电口和输出馈电口；
所述输入馈线通过所述输入馈电口连接所述扇形基片集成波导结构，所述输出馈线通过所述输出馈电口连接所述扇形基片集成波导结构。
3.根据权利要求2所述的基于1/n模的微型低损耗硅基扇形基片集成波导结构，其特征在于，所述输入馈电口和所述输出馈电口的开口位置位于所述扇形基片集成波导结构在其工作模式下的电场最强处。
4.根据权利要求1所述的基于1/n模的微型低损耗硅基扇形基片集成波导结构，其特征在于，所述TSV结构包括：用于实现所述m个扇形金属谐振腔最外围腔壁的TSV，以及用于引入通带外传输零点的微扰TSV。
5.根据权利要求4所述的基于1/n模的微型低损耗硅基扇形基片集成波导结构，其特征在于，所述微扰TSV包括多个，多个微扰TSV关于所述扇形基片集成波导结构的中心轴对称分布。
6.根据权利要求5所述的基于1/n模的微型低损耗硅基扇形基片集成波导结构，其特征在于，用于设计滤波器；当所述扇形基片集成波导结构的圆心角小于20°时，所述多个微扰TSV具体用于扰乱所述滤波器中的TM020的产生，使得该滤波器为宽通带滤波器。
7.根据权利要求5所述的基于1/n模的微型低损耗硅基扇形基片集成波导结构，其特征在于，用于设计滤波器；当所述扇形基片集成波导结构的圆心角大于20°时，所述多个微扰TSV具体用于挤压所述滤波器中的TM020的场分布特性，使得该滤波器为双通带滤波器。
8.根据权利要求1所述的基于1/n模的微型低损耗硅基扇形基片集成波导结构，其特征在于，所述硅基板为一硅基复合介质板，所述硅基复合介质板从上至下依次包括：第一SiO2层、硅介质层和第二SiO2层。
9.根据权利要求1所述的基于1/n模的微型低损耗硅基扇形基片集成波导结构，其特征在于，θ＝10°，m＝2；或者θ＝20°，m＝2；或者θ＝10°，m＝4；或者θ＝45°，m＝2。
10.一种无线电子设备，其特征在于，所述无线电子设备包括如权利要求1～9任一项所述的基于1/n模的微型低损耗硅基扇形基片集成波导结构。
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