CN209747691U - 一种超宽带siw带通滤波器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种超宽带SIW带通滤波器，其包括介质板，介质板的上表面印刷有第一金属层、连接第一金属层两侧的过渡渐变线以及与过渡渐变线连接的馈电微带线，下表面印刷有第二金属层，第一金属层的两侧边缘设有周期性排列的第一金属过孔，第一金属层的中部设有周期性排列的第二金属过孔，第一金属过孔和第二金属过孔的排列方向为介质板的长度方向，第一金属层上设有沿介质板的长度方向间隔设置的两对形状相同的T型缝隙，每一对T型缝隙均关于第二金属过孔的排列方向对称，两对T型缝隙沿介质板长度方向的两侧分别设有形状相同的矩形缝隙；过渡渐变线的宽度从与馈电微带线连接的一侧到另一侧逐渐变大。本实用新型能够增加通带带宽。
Description
技术领域
本实用新型涉及滤波器技术领域，特别是涉及一种超宽带SIW带通滤波器。
背景技术
随着无线通信技术的发展，频谱资源的紧缺突显的日益紧张，微波带通滤波器在其中的地位越加重要。由于整个无线通信系统向着高性能方向发展，这对系统中滤波器的性能提出了更高的要求。
基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide,SIW)是由介质基板、上下金属面、金属化通孔组成的类波导结构，同时还兼有体积小、造价低、易于加工和集成的优异特性，这使其在滤波器的设计中得到广泛应用。但是，目前现有的SIW带通滤波器存在通带窄的不足。
实用新型内容
本实用新型主要解决的技术问题是提供一种超宽带SIW带通滤波器，能够增加通带带宽。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种超宽带SIW带通滤波器，包括介质板(1)，所述介质板(1)的上表面印刷有第一金属层(11)、连接第一金属层(11)两侧的过渡渐变线(12)以及与过渡渐变线(12)连接的馈电微带线(13)，所述介质板(1)的下表面印刷有第二金属层(14)，所述第一金属层(11)的两侧边缘设有周期性排列的第一金属过孔(15)，所述第一金属层(11)的中部设有周期性排列的第二金属过孔(16)，所述第一金属过孔(15)和第二金属过孔(16)的排列方向为介质板(1)的长度方向，所述第一金属层(11)上设有沿介质板(1)的长度方向间隔设置的两对形状相同的T型缝隙(17)，每一对T型缝隙(17)均关于第二金属过孔(16)的排列方向对称，所述两对T型缝隙(17)沿介质板(1)长度方向的两侧分别设有形状相同的矩形缝隙(18)；其中，所述过渡渐变线(12)的宽度从与馈电微带线(13)连接的一侧到另一侧逐渐变大。
优选的，所述第二金属过孔(16)位于介质板(1)的中心线上。
优选的，所述两个矩形缝隙(18)的长度为波导波长长度的一半。
优选的，所述介质板(1)采用介电常数为3.36、损耗角正切为0.0027、厚度为0.508mm的Rogers介质材料。
优选的，所述介质板(1)的宽度为14.6mm，长度为29.2mm。
区别于现有技术的情况，本实用新型的有益效果是：通过在介质板上表面的金属层上设置两对形状相同的T型缝隙，金属层的两侧和中间分别设有第一金属过孔和第二金属过孔，每一对的两个T型缝隙关于第二金属过孔的排列方向对称，两对T型缝隙沿介质板长度方向的两侧分别设有形状相同的矩形缝隙，金属层两端分别连接实现阻抗匹配的过渡渐变线和馈电微带线，下表面印刷接地的金属层，通过这种方式，从而能够增加通带带宽，具有带外抑制度高、易加工、结构稳定、尺寸小、传输性能好等优点。
附图说明
图1是本实用新型实施例的超宽带SIW带通滤波器的结构示意图。
图2是图1所示的超宽带SIW带通滤波器的俯视示意图。
图3是图1所示的超宽带SIW带通滤波器的仰视示意图。
图4是图1所示的超宽带SIW带通滤波器的等效电路图。
图5是图1所示的超宽带SIW带通滤波器在11-25GHz的回波损耗和插入损耗的仿真和测试结果示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
参阅图1至图3，本实用新型实施例的超宽带SIW带通滤波器包括介质板1，介质板1的上表面印刷有第一金属层11、连接第一金属层11两侧的过渡渐变线12以及与过渡渐变线12连接的馈电微带线13。其中，过渡渐变线32的宽度从与馈电微带线33连接的一侧到另一侧逐渐变大。
介质板1的下表面印刷有第二金属层14，第一金属层11的两侧边缘设有周期性排列的第一金属过孔15，第一金属层11的中部设有周期性排列的第二金属过孔16，第一金属过孔15和第二金属过孔16的排列方向为介质板1的长度方向。在本实施例中，第二金属过孔16位于介质板1的中心线上。第一金属层11通过第一金属过孔15和第二金属过孔16与第二金属层14连接。
第一金属层11上设有沿介质板1的长度方向间隔设置的两对形状相同的T型缝隙17，每一对T型缝隙17均关于第二金属过孔16的排列方向对称，两对T型缝隙17沿介质板1长度方向的两侧分别设有形状相同的矩形缝隙18。在本实施例中，两个矩形缝隙18的长度可以为波导波长长度的一半。需要注意都是，本实施例中的T型缝隙17的形状可以不是严格的T字形，而是交叉处略微突出的类T字形。
本实施例的超宽带SIW带通滤波器中，T型缝隙17可以增强电耦合作用。
如图4所示，第一金属层11中的缝隙之间存在电容C1、C2，其中C1是矩形缝隙18之间的电容，C2是T型缝隙17之间的电容；由于缝隙周围是第二金属过孔16，第二金属过孔16分别和第一金属层11、第二金属层14接触存在电感L1、L2，第二金属过孔16和SIW结构两边的第一金属过孔15以及第二金属层14相连存在电感Lr，第一金属层11上的缝隙与第二金属层14之间存在电容Cr，Ld表示介质板1的接地电感，Lc和Cc为基片的输入输出端等效电感电容元件。
该滤波器的中心频率可以根据进行估算，SIW结构的滤波器的等效电路是切比雪夫型滤波器。
本实施例的超宽带SIW带通滤波器在实际应用中具有以下特性：
调节介质板1两边的矩形缝隙18的尺寸，可以实现对工作带宽的调节，例如，减小矩形缝隙18的长度可以使通带的工作带宽增大，减小矩形缝隙18的宽度可以使通带的工作带宽减小，而不影响中心工作频率；
改变第二金属过孔16的直径可以改变各级接地电感，实现对该带通滤波器中心频率的调节，例如，减小第二金属过孔16的直径可以使通带的中心频率向左移动，增大第二金属过孔16的直径可以使通带的中心频率向右移动，而不影响工作带宽；
改变相邻两个第二金属过孔16之间的间距可以实现对该带通滤波器中心频率的调节，例如，减小相邻两个第二金属过孔16之间的间距可以使通带的中心频率向右移动，而不影响工作带宽。
在实际应用中，上层介质板1的介电常数高于间隔介质板2和下层介质板3，间隔介质板2和下层介质板3的介电常数相同。
为了详细说明本实施例的超宽带SIW带通滤波器，下面给出一个具体实例。在该具体实例中，介质板1采用介电常数为3.36、损耗角正切为0.0027、厚度为0.508mm的Rogers介质材料。介质板1的宽度为14.6mm，长度为29.2mm，超宽带SIW带通滤波器的外廓尺寸为14.6mm*29.2mm*0.508mm，通过仿真及测试得到测试结果，如图5所示，测试结果表明，滤波器中心频率为17.5GHz，3dB工作带宽为7.96 GHz，在传输通带内插入损耗优于0.62dB，回波损耗优于16.1dB，带外抑制达到40dB，图中，S11表示回波损耗，S21表示插入损耗。
综上所述，本实施例的ISGW宽频带通滤波器具有以下优点：
1)尺寸小、结构简单、传输性能好；
2)在通带范围内具有较宽的通带；
3)结构稳定，易集成，易加工。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (5)
1.一种超宽带SIW带通滤波器，其特征在于，包括介质板(1)，所述介质板(1)的上表面印刷有第一金属层(11)、连接第一金属层(11)两侧的过渡渐变线(12)以及与过渡渐变线(12)连接的馈电微带线(13)，所述介质板(1)的下表面印刷有第二金属层(14)，所述第一金属层(11)的两侧边缘设有周期性排列的第一金属过孔(15)，所述第一金属层(11)的中部设有周期性排列的第二金属过孔(16)，所述第一金属过孔(15)和第二金属过孔(16)的排列方向为介质板(1)的长度方向，所述第一金属层(11)上设有沿介质板(1)的长度方向间隔设置的两对形状相同的T型缝隙(17)，每一对T型缝隙(17)均关于第二金属过孔(16)的排列方向对称，所述两对T型缝隙(17)沿介质板(1)长度方向的两侧分别设有形状相同的矩形缝隙(18)；
其中，所述过渡渐变线(12)的宽度从与馈电微带线(13)连接的一侧到另一侧逐渐变大。
2.根据权利要求1所述的超宽带SIW带通滤波器，其特征在于，所述第二金属过孔(16)位于介质板(1)的中心线上。
3.根据权利要求1所述的超宽带SIW带通滤波器，其特征在于，所述两个矩形缝隙(18)的长度为波导波长长度的一半。
4.根据权利要求1所述的超宽带SIW带通滤波器，其特征在于，所述介质板(1)采用介电常数为3.36、损耗角正切为0.0027、厚度为0.508mm的Rogers介质材料。
5.根据权利要求4所述的超宽带SIW带通滤波器，其特征在于，所述介质板(1)的宽度为14.6mm，长度为29.2mm。
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| CN201920655588.2U CN209747691U (zh) | 2019-05-09 | 2019-05-09 | 一种超宽带siw带通滤波器 |
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| CN201920655588.2U CN209747691U (zh) | 2019-05-09 | 2019-05-09 | 一种超宽带siw带通滤波器 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN110071349A (zh) * | 2019-05-09 | 2019-07-30 | 云南大学 | 超宽带siw带通滤波器 |
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2019
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Cited By (2)
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| CN110071349B (zh) * | 2019-05-09 | 2023-12-22 | 云南大学 | 超宽带siw带通滤波器 |
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