專利名稱：高度小型化的基片集成波導(dǎo)諧振器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于微波毫米波無(wú)源器件技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及微波毫米波無(wú)源器件中的基片集成波導(dǎo)諧振器。
背景技術(shù)：
為了適應(yīng)現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展要求，微波毫米波電路與系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)之一即為小型化。系統(tǒng)的小型化是建立在單個(gè)元器件小型化的基礎(chǔ)之上，因此單個(gè)微波器件的小型化是電路設(shè)計(jì)中亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題之一。諧振器是構(gòu)成微波電路的基礎(chǔ)，被廣泛地應(yīng)用于濾波器、振蕩器等電路的設(shè)計(jì)之中。依照系統(tǒng)整體電路的要求，諧振器可由微帶線、金屬波導(dǎo)等結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可采用結(jié)合了二者優(yōu)點(diǎn)的基片集成波導(dǎo)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，現(xiàn)有的正方形基片集成波導(dǎo)諧振器為三層結(jié)構(gòu)，即位于中間的介質(zhì)層和位于介質(zhì)層兩側(cè)的第一金屬覆銅層和第二金屬覆銅層，對(duì)介質(zhì)層打孔并對(duì)孔做表面金屬化處理形成金屬化通孔，每一個(gè)金屬化通孔均貫穿第一金屬覆銅層、介質(zhì)層與第二金屬覆銅層連接，形成兩排橫向、兩排縱向的四排金屬化通孔，圍出正方形的基片集成波導(dǎo)諧振器。現(xiàn)有的基片集成波導(dǎo)諧振器具有與金屬波導(dǎo)諧振器類似的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)方法，其可以用平面電路的形式實(shí)現(xiàn)近似封閉的諧振器結(jié)構(gòu)，較微帶線等傳統(tǒng)平面電路具有明顯的性能優(yōu)勢(shì)，如高品質(zhì)因素、低損耗。但是，現(xiàn)有的基片集成波導(dǎo)諧振器也繼承了金屬波導(dǎo)諧振器的一大缺點(diǎn)，即體積較大。與微帶線等構(gòu)成的傳統(tǒng)平面諧振器相比，上述現(xiàn)有的基片集成波導(dǎo)諧振器很難減小電路尺寸，不利于系統(tǒng)的整體小型化設(shè)計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有的基片集成波導(dǎo)諧振器電路面積偏大的不足，提出了一系列高度小型化的基片集成波導(dǎo)諧振器。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案之一是一種高度小型化的基片集成波導(dǎo)諧振器，包括從上往下依次層疊的第一金屬覆銅層、第一介質(zhì)層、第二金屬覆銅層、第二介質(zhì)層和第三金屬覆銅層，其特征在于，所述金屬化通孔依次貫穿了第一金屬覆銅層、第一介質(zhì)層、第二金屬覆銅層、第二介質(zhì)層與第三金屬覆銅層連接，形成上下兩組層疊的正方形腔，所述第二金屬覆銅層中對(duì)應(yīng)于正方形腔的位置內(nèi)緊靠金屬化通孔處具有一組貫穿第二金屬覆銅層的C型槽，所述C型槽臨近兩端處分別連接兩根微帶線，所述微帶線靠近C型槽的一端兩側(cè)分別具有貫穿第二金屬覆銅層的耦合槽，所述耦合槽與C型槽相連，所述金屬化通孔在微帶線、耦合槽處中斷。本發(fā)明的技術(shù)方案之二是一種高度小型化的基片集成波導(dǎo)諧振器，包括從上往下依次層疊的第一金屬覆銅層、第一介質(zhì)層、第二金屬覆銅層、第二介質(zhì)層和第三金屬覆銅層，其特征在于，所述金屬化通孔依次貫穿了第一金屬覆銅層、第一介質(zhì)層、第二金屬覆銅層、第二介質(zhì)層與第三金屬覆銅層連接，形成上下兩組層疊的正方形腔，所述第二金屬覆銅層中對(duì)應(yīng)于正方形腔的位置內(nèi)靠近金屬化通孔處具有兩組貫穿第二金屬覆銅層的L型槽， 在所述L型槽中間適當(dāng)位置處連接微帶線，所述微帶線靠近L型槽的一端兩側(cè)分別具有貫穿第二金屬覆銅層的耦合槽，所述耦合槽與L型槽相連，所述金屬化通孔在微帶線、耦合槽處中斷。本發(fā)明的技術(shù)方案之三是一種高度小型化的基片集成波導(dǎo)諧振器，包括從上往下依次層疊的第一金屬覆銅層、第一介質(zhì)層、第二金屬覆銅層、第二介質(zhì)層和第三金屬覆 銅層，其特征在于，所述金屬化通孔依次貫穿了第一金屬覆銅層、第一介質(zhì)層、第二金屬覆銅層、第二介質(zhì)層與第三金屬覆銅層連接，形成兩組層疊的等腰直角三角形腔，其斜邊一側(cè)視作開路，即斜邊外側(cè)沒(méi)有金屬化通孔，所述第二金屬覆銅層中對(duì)應(yīng)于等腰直角三角形腔的位置內(nèi)緊靠金屬化通孔處具有一組貫穿第二金屬覆銅層的L型槽，所述L型槽臨近兩端處分別連接兩根微帶線，所述微帶線靠近L型槽的一端兩側(cè)分別具有貫穿第二金屬覆銅層的耦合槽，所述耦合槽與L型槽相連，所述金屬化通孔在微帶線、耦合槽處中斷。本發(fā)明的技術(shù)方案之四是一種高度小型化的基片集成波導(dǎo)諧振器，包括從上往下依次層疊的第一金屬覆銅層、第一介質(zhì)層、第二金屬覆銅層、第二介質(zhì)層和第三金屬覆銅層，其特征在于，所述金屬化通孔依次貫穿了第一金屬覆銅層、第一介質(zhì)層、第二金屬覆銅層、第二介質(zhì)層與第三金屬覆銅層連接，形成兩組層疊的等腰直角三角形腔，所述第二金屬覆銅層中對(duì)應(yīng)于等腰直角三角形腔的位置內(nèi)緊靠金屬化通孔處具有一組貫穿第二金屬覆銅層的L型槽，所述L型槽臨近兩端處分別連接兩根微帶線，所述微帶線靠近L型槽的一端兩側(cè)分別具有貫穿第二金屬覆銅層的耦合槽，所述耦合槽與L型槽相連，所述金屬化通孔在微帶線、耦合槽處中斷，第一金屬覆銅層、第一介質(zhì)層、第二金屬覆銅層、第二介質(zhì)層和第三金屬覆銅層對(duì)應(yīng)于等腰直角三角形腔的斜邊一側(cè)向外延伸形成延伸區(qū)域，所述延伸區(qū)域具有一排隔離金屬化通孔，所述隔離金屬化通孔依次貫穿了第一金屬隔覆銅區(qū)的延伸區(qū)域、第一介質(zhì)層的延伸區(qū)域、第二金屬層的延伸區(qū)域、第二介質(zhì)層的延伸區(qū)域與第三金屬覆銅層的延伸區(qū)域連接，所述第二金屬層的延伸區(qū)域靠近隔離金屬化通孔的位置處且位于等腰直角三角形腔的內(nèi)側(cè)有隔離縫。本發(fā)明的技術(shù)方案之五是一種高度小型化的基片集成波導(dǎo)諧振器，包括從上往下依次層疊的第一金屬覆銅層、第一介質(zhì)層、第二金屬覆銅層、第二介質(zhì)層和第三金屬覆銅層，其特征在于，所述金屬化通孔依次貫穿了第一金屬覆銅層、第一介質(zhì)層、第二金屬覆銅層、第二介質(zhì)層與第三金屬覆銅層連接，形成兩組層疊的等腰直角三角形腔，其斜邊一側(cè)視作開路，即斜邊外側(cè)沒(méi)有金屬化通孔，所述第二金屬覆銅層中對(duì)應(yīng)于等腰直角三角形腔的位置內(nèi)緊靠金屬化通孔處具有兩組貫穿第二金屬覆銅層的直槽，所述直槽臨近中間適當(dāng)位置處連接微帶線，所述微帶線靠近直槽的一端兩側(cè)分別具有貫穿第二金屬覆銅層的耦合槽，所述耦合槽與直槽相連，所述金屬化通孔在微帶線、耦合槽處中斷。本發(fā)明的技術(shù)方案之六是一種高度小型化的基片集成波導(dǎo)諧振器，包括從上往下依次層疊的第一金屬覆銅層、第一介質(zhì)層、第二金屬覆銅層、第二介質(zhì)層和第三金屬覆銅層，其特征在于，所述金屬化通孔依次貫穿了第一金屬覆銅層、第一介質(zhì)層、第二金屬覆銅層、第二介質(zhì)層與第三金屬覆銅層連接，形成兩組層疊的等腰直角三角形腔，所述第二金屬覆銅層中對(duì)應(yīng)于等腰直角三角形腔的位置內(nèi)緊靠金屬化通孔處具有兩組貫穿第二金屬覆銅層的直槽，所述直槽臨近中間適當(dāng)位置處連接微帶線，所述微帶線靠近直槽的一端兩側(cè)分別具有貫穿第二金屬覆銅層的耦合槽，所述耦合槽與直槽相連，所述金屬化通孔在微帶線、耦合槽處中斷，第一金屬覆銅層、第一介質(zhì)層、第二金屬覆銅層、第二介質(zhì)層和第三金屬覆銅層對(duì)應(yīng)于等腰直角三角形腔的斜邊一側(cè)向外延伸形成延伸區(qū)域，所述延伸區(qū)域具有一排隔離金屬化通孔，所述隔離金屬化通孔依次貫穿了第一金屬隔覆銅區(qū)的延伸區(qū)域、第一介質(zhì)層的延伸區(qū)域、第二金屬層的延伸區(qū)域、第二介質(zhì)層的延伸區(qū)域與第三金屬覆銅層的延伸區(qū)域連接，所述第二金屬層的延伸區(qū)域靠近隔離金屬化通孔的位置處且位于等腰直角三角形腔的一側(cè)有隔離縫，所述隔離縫與兩組直槽末端相連。本發(fā)明的有益效果針對(duì)現(xiàn)有的基片集成波導(dǎo)諧振器電路面積較大的缺點(diǎn)，本發(fā)明將現(xiàn)有的基片集成波導(dǎo)諧振器結(jié)構(gòu)進(jìn)行折疊，從而極大地縮小了現(xiàn)有諧振器的電路面積，實(shí)現(xiàn)了高度小型化。由于本發(fā)明的諧振器具有上下對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，且通過(guò)第二金屬覆銅層輸入、輸出信號(hào)，因此現(xiàn)有的基片集成波導(dǎo)諧振器中存在的部分高次模式(如TE102和 TE201)將無(wú)法存在于本發(fā)明結(jié)構(gòu)中，這就消除了由本發(fā)明諧振器構(gòu)成的濾波器的部分寄生通帶，使之具有更好的帶外抑制能力。進(jìn)一步，本發(fā)明通過(guò)在基片集成波導(dǎo)諧振器的開路端加入金屬化 通孔構(gòu)成的隔離縫，有效地降低與多個(gè)電路部件集成使用時(shí)不同電路之間的互耦和串?dāng)_。


圖1是本發(fā)明的高度小型化的基片集成波導(dǎo)諧振器的側(cè)視示意圖。圖2是本發(fā)明的高度小型化的基片集成波導(dǎo)諧振器實(shí)施例1的俯視結(jié)構(gòu)圖。圖3是本發(fā)明的高度小型化的基片集成波導(dǎo)諧振器實(shí)施例2的俯視結(jié)構(gòu)圖。圖4是本發(fā)明的高度小型化的基片集成波導(dǎo)諧振器實(shí)施例3的俯視結(jié)構(gòu)圖。圖5是本發(fā)明的高度小型化的基片集成波導(dǎo)諧振器實(shí)施例4的俯視結(jié)構(gòu)圖。圖6是本發(fā)明的高度小型化的基片集成波導(dǎo)諧振器實(shí)施例5的俯視結(jié)構(gòu)圖。圖7是本發(fā)明的高度小型化的基片集成波導(dǎo)諧振器實(shí)施例6的俯視結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做詳細(xì)的說(shuō)明。實(shí)施例1 如圖1、圖2所示，一種高度小型化的基片集成波導(dǎo)諧振器，包括從上往下依次層疊的第一金屬覆銅層1、第一介質(zhì)層4、第二金屬覆銅層2、第二介質(zhì)層5和第三金屬覆銅層3，為了形成本發(fā)明的高度小型化的基片集成波導(dǎo)諧振器，通過(guò)印制電路板制造工藝對(duì)第二金屬覆銅層2進(jìn)行加工形成所需的金屬圖案(電路結(jié)構(gòu))，第一金屬覆銅層1和第三金屬覆銅層3未做處理，該圖案中各部分之間通過(guò)虛擬的短虛線進(jìn)行劃分，金屬化通孔6 依次貫穿了第一金屬覆銅層1、第一介質(zhì)層4、第二金屬覆銅層2、第二介質(zhì)層5與第三金屬覆銅層3連接，形成上下兩組層疊的正方形腔，所述第二金屬覆銅層2中對(duì)應(yīng)于正方形腔的位置內(nèi)緊靠金屬化通孔6處具有一組貫穿第二金屬覆銅層2的C型槽211 (見(jiàn)圖中的長(zhǎng)虛線)，所述C型槽211臨近兩端處分別連接兩根微帶線22，所述微帶線22靠近C型槽211的一端兩側(cè)分別具有貫穿第二金屬覆銅層2的耦合槽23，所述耦合槽23與C型槽211相連， 所述金屬化通孔6在微帶線22、耦合槽23處中斷。該基片集成波導(dǎo)諧振器利用第二金屬覆銅面2上的C型槽211將上下兩組層疊的正方形腔耦合成一 個(gè)整體，C型槽211在諧振器內(nèi)引入了較強(qiáng)的電容效應(yīng)，使得本實(shí)施例的諧振器的等效寬度大為增加，通過(guò)內(nèi)部場(chǎng)分析和保角變換分析，最終得到的等效寬度近似為本實(shí)施例中結(jié)構(gòu)實(shí)際寬度的三倍；這就是說(shuō)本實(shí)施例的基片集成波導(dǎo)諧振器可用來(lái)等效現(xiàn)有的基片集成波導(dǎo)諧振器，兩者具有相同的諧振頻率和近似的電器性能，但本實(shí)施例的基片集成波導(dǎo)諧振器寬度僅為現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的1/3，面積僅為現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的1/9 ；C型槽211變短、 變寬或者偏離邊緣位置均會(huì)減弱電容效應(yīng)，造成諧振頻率的上升，反之，C型槽211變長(zhǎng)、變窄或者靠近邊緣位置均會(huì)增加電容效應(yīng)，造成諧振頻率的下降；微帶線22從第二金屬覆銅面2上分別引出端口 a、端口 b ；由微帶線22、耦合槽23構(gòu)成的饋電結(jié)構(gòu)適用于對(duì)此諧振器饋電，也適用于諧振器之間的耦合。此種實(shí)例的基片集成波導(dǎo)諧振器在中心頻率3. 2GHz處設(shè)計(jì)、加工并測(cè)試。選用的介質(zhì)基片介電常數(shù)為3. 5，厚度0. 508mm,損耗角正切為0. 0018，選定金屬化通孔的直徑為 0. 8mm,間距為1. 2mm，測(cè)試結(jié)果表明，在保證諧振特性不變的前提下，其平面面積可縮減到現(xiàn)有基片集成波導(dǎo)諧振器的約1/9。基于此高度小型化的諧振器實(shí)現(xiàn)了四腔基片集成波導(dǎo)濾波器，中心頻率3. 2GHz，帶寬300MHz，選用的介質(zhì)基片與上相同，測(cè)試結(jié)果表明，在通帶范圍內(nèi)，插入損耗小于1. 5dB,回波損耗均優(yōu)于20dB，且具有很好的帶外抑制能力。實(shí)施例2 如圖1、圖3所示，一種高度小型化的基片集成波導(dǎo)諧振器，包括從上往下依次層疊的第一金屬覆銅層1、第一介質(zhì)層4、第二金屬覆銅層2、第二介質(zhì)層5和第三金屬覆銅層3，為了形成本發(fā)明的高度小型化的基片集成波導(dǎo)諧振器，通過(guò)印制電路板制造工藝對(duì)第二金屬覆銅層2進(jìn)行加工形成所需的金屬圖案(電路結(jié)構(gòu))，第一金屬覆銅層1和第三金屬覆銅層3未做處理，該圖案中各部分之間通過(guò)虛擬的短虛線進(jìn)行劃分，所述金屬化通孔6依次貫穿了第一金屬覆銅層1、第一介質(zhì)層4、第二金屬覆銅層2、第二介質(zhì)層5與第三金屬覆銅層3連接，形成上下兩組層疊的正方形腔，所述第二金屬覆銅層2中對(duì)應(yīng)于正方形腔的位置內(nèi)靠近金屬化通孔6處具有兩組貫穿第二金屬覆銅層2的L型槽212 (見(jiàn)圖中的長(zhǎng)虛線)，在所述L型槽212中間適當(dāng)位置處連接微帶線22，所述微帶線22靠近L型槽的一端兩側(cè)分別具有貫穿第二金屬覆銅層2的耦合槽23，所述耦合槽23與L型槽212相連，所述金屬化通孔在微帶線22、耦合槽23處中斷。該基片集成波導(dǎo)諧振器利用第二金屬覆銅面2上的兩組L型槽212將上下兩組層疊的正方形腔耦合成一個(gè)整體，兩組L型槽212在諧振器內(nèi)引入了較強(qiáng)的電容效應(yīng)，使得本實(shí)施例的諧振器的等效寬度大為增加，通過(guò)內(nèi)部場(chǎng)分析和保角變換分析，最終得到的等效寬度近似為本實(shí)施例中結(jié)構(gòu)實(shí)際寬度的三倍；這就是說(shuō)本實(shí)施例的基片集成波導(dǎo)諧振器可用來(lái)等效現(xiàn)有的基片集成波導(dǎo)諧振器，兩者具有相同的諧振頻率和近似的電器性能，但本實(shí)施例的基片集成波導(dǎo)諧振器寬度僅為現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的1/3，面積僅為現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的1/9 ；L型槽212變短、變寬或者偏離邊緣位置均會(huì)減弱電容效應(yīng)，造成諧振頻率的上升，反之，L型槽 212變長(zhǎng)、變窄或者靠近邊緣位置均會(huì)增加電容效應(yīng)，造成諧振頻率的下降；微帶線22從第二金屬覆銅面2上分別引出端口 a、端口 b ；由微帶線22、耦合槽23構(gòu)成的饋電結(jié)構(gòu)適用于對(duì)此諧振器饋電，也適用于諧振器之間的耦合。此種實(shí)例的基片集成波導(dǎo)諧振器在中心頻率3. 2GHz處設(shè)計(jì)、加工并測(cè)試。選用的介質(zhì)基片介電常數(shù)為3. 5，厚度0. 508mm,損耗角正切為0. 0018，選定金屬化通孔的直徑為 0. 8mm,間距為1. 2mm，測(cè)試結(jié)果表明，在保證諧振特性不變的前提下，其平面面積可縮減到現(xiàn)有基片集成波導(dǎo)諧振器的約1/9。 實(shí)施例3 如圖1、圖4所示，一種高度小型化的基片集成波導(dǎo)諧振器，包括從上往下依次層疊的第一金屬覆銅層1、第一介質(zhì)層4、第二金屬覆銅層2、第二介質(zhì)層5和第三金屬覆銅層3，為了形成本發(fā)明的高度小型化的基片集成波導(dǎo)諧振器，通過(guò)印制電路板制造工藝對(duì)第二金屬覆銅層2進(jìn)行加工形成所需的金屬圖案(電路結(jié)構(gòu))，第一金屬覆銅層1和第三金屬覆銅層3未做處理，該圖案中各部分之間通過(guò)虛擬的短虛線進(jìn)行劃分，所述金屬化通孔6依次貫穿了第一金屬覆銅層1、第一介質(zhì)層4、第二金屬覆銅層2、第二介質(zhì)層5與第三金屬覆銅層3連接，形成兩組層疊的等腰直角三角形腔，其斜邊一側(cè)視作開路，即斜邊外側(cè)沒(méi)有金屬化通孔，所述第二金屬覆銅層2中對(duì)應(yīng)于等腰直角三角形腔的位置內(nèi)緊靠金屬化通孔6處具有一組貫穿第二金屬覆銅層2的L型槽212 (見(jiàn)圖中的長(zhǎng)虛線)，所述L型槽 212臨近兩端處分別連接兩根微帶線22，所述微帶線22靠近L型槽212的一端兩側(cè)分別具有貫穿第二金屬覆銅層2的耦合槽23，所述耦合槽23與L型槽212相連，所述金屬化通孔 6在微帶線22、耦合槽23處中斷。此實(shí)施例在實(shí)施例2的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)；由于實(shí)施例2中的高度小型化的基片集成波導(dǎo)諧振器內(nèi)部的電場(chǎng)對(duì)稱，故可以將其沿對(duì)稱面剖分為兩部分，每一部分包括一組完整的L型槽212，在剖分處可視為磁壁，此時(shí)此實(shí)施例與實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)可以等效，即具有相同的諧振頻率和近似的電氣性能；如上所述，通過(guò)單組第二金屬覆銅面2上的L型槽212 就可使現(xiàn)有的基片集成波導(dǎo)諧振器的面積縮小近17/18。第二金屬覆銅面2上的L型槽212變短、變寬或者偏離邊緣位置均會(huì)造成諧振頻率的上升，反之，L型槽212變長(zhǎng)、變窄或者靠近邊緣位置均會(huì)造成諧振頻率的下降；微帶線 22從第二金屬覆銅面2上分別引出端口 a、端口 b ；由微帶線22、耦合槽23構(gòu)成的饋電結(jié)構(gòu)適用于對(duì)此諧振器饋電，也適用于諧振器之間的耦合。實(shí)施例4 如圖1、圖5所示，一種高度小型化的基片集成波導(dǎo)諧振器，包括從上往下依次層疊的第一金屬覆銅層1、第一介質(zhì)層4、第二金屬覆銅層2、第二介質(zhì)層5和第三金屬覆銅層3，為了形成本發(fā)明的高度小型化的基片集成波導(dǎo)諧振器，通過(guò)印制電路板制造工藝對(duì)第二金屬覆銅層2進(jìn)行加工形成所需的金屬圖案(電路結(jié)構(gòu))，第一金屬覆銅層1和第三金屬覆銅層3未做處理，該圖案中各部分之間通過(guò)虛擬的短虛線進(jìn)行劃分，其特征在于， 所述金屬化通孔6依次貫穿了第一金屬覆銅層1、第一介質(zhì)層4、第二金屬覆銅層2、第二介質(zhì)層5與第三金屬覆銅層3連接，形成兩組層疊的等腰直角三角形腔，所述第二金屬覆銅層 2中對(duì)應(yīng)于等腰直角三角形腔的位置內(nèi)緊靠金屬化通孔6處具有一組貫穿第二金屬覆銅層 2的L型槽212 (見(jiàn)圖中的長(zhǎng)虛線)，所述L型槽212臨近兩端處分別連接兩根微帶線22，所述微帶線22靠近L型槽212的一端兩側(cè)分別具有貫穿第二金屬覆銅層2的耦合槽23，所述耦合槽23與L型槽212相連，所述金屬化通孔6在微帶線22、耦合槽23處中斷，第一金屬覆銅層1、第一介質(zhì)層4、第二金屬覆銅層2、第二介質(zhì)層5和第三金屬覆銅層3對(duì)應(yīng)于等腰直角三角形腔的斜邊一側(cè)向外延伸形成延伸區(qū)域，所述延伸區(qū)域具有一排隔離金屬化通孔 7，所述隔離金屬化通孔7依次貫穿了第一金屬隔覆銅區(qū)1的延伸區(qū)域、第一介質(zhì)層4的延伸區(qū)域、第二金屬層2的延伸區(qū)域、第二介質(zhì)層5的延伸區(qū)域與第三金屬覆銅層3的延伸區(qū)域連接，所述第二金屬層2的延伸區(qū)域靠近隔離金屬化通孔7的位置處且位于等腰直角三角形腔的內(nèi)側(cè)有隔離縫24。
此實(shí)施例在實(shí)施例3的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)。進(jìn)一步，本發(fā)明通過(guò)在基片集成波導(dǎo)諧振器的開路端加入金屬化通孔構(gòu)成的隔離縫24，有效地降低與多個(gè)電路部件集成使用時(shí)不同電路之間的互耦和串?dāng)_。 第二金屬覆銅面2上的L型槽212變短、變寬或者偏離邊緣位置均會(huì)造成諧振頻率的上升，反之，L型槽212變長(zhǎng)、變窄或者靠近邊緣位置均會(huì)造成諧振頻率的下降，微帶線 22從第二金屬覆銅面2上分別引出端口 a、端口 b，由微帶線22、耦合槽23構(gòu)成的饋電結(jié)構(gòu)適用于對(duì)此諧振器饋電，也適用于諧振器之間的耦合，隔離金屬化通孔7能有效地降低此諧振器與多個(gè)電路部件集成使用時(shí)不同電路之間的互耦和串?dāng)_。此種實(shí)例的基片集成波導(dǎo)諧振器在中心頻率3. 2GHz處設(shè)計(jì)、加工并測(cè)試。選用的介質(zhì)基片介電常數(shù)為3. 5，厚度0. 508mm，損耗角正切為0. 0018。選定金屬化通孔的直徑為 0. 8mm,間距為1. 2mm，測(cè)試結(jié)果表明，在保證諧振特性不變的前提下，其平面面積可縮減到現(xiàn)有基片集成波導(dǎo)諧振器的約1/18?；诖烁叨刃⌒突闹C振器實(shí)現(xiàn)了四腔基片集成波導(dǎo)濾波器，中心頻率3. 2GHz，帶寬300MHz，選用的介質(zhì)基片與上相同，測(cè)試結(jié)果表明，在通帶范圍內(nèi)，插入損耗小于1. 3dB,回波損耗均優(yōu)于20dB，且具有很好的帶外抑制能力。實(shí)施例5 如圖1、圖6所示，一種高度小型化的基片集成波導(dǎo)諧振器，包括從上往下依次層疊的第一金屬覆銅層1、第一介質(zhì)層4、第二金屬覆銅層2、第二介質(zhì)層5和第三金屬覆銅層3，為了形成本發(fā)明的高度小型化的基片集成波導(dǎo)諧振器，通過(guò)印制電路板制造工藝對(duì)第二金屬覆銅層2進(jìn)行加工形成所需的金屬圖案(電路結(jié)構(gòu))，第一金屬覆銅層1和第三金屬覆銅層3未做處理，該圖案中各部分之間通過(guò)虛擬的短虛線進(jìn)行劃分，所述金屬化通孔6依次貫穿了第一金屬覆銅層1、第一介質(zhì)層4、第二金屬覆銅層2、第二介質(zhì)層5與第三金屬覆銅層3連接，形成兩組層疊的等腰直角三角形腔，其斜邊一側(cè)視作開路，即斜邊外側(cè)沒(méi)有金屬化通孔，所述第二金屬覆銅層2中對(duì)應(yīng)于等腰直角三角形腔的位置內(nèi)緊靠金屬化通孔6處具有兩組貫穿第二金屬覆銅層2的直槽213 (見(jiàn)圖中的長(zhǎng)虛線)，所述直槽213 臨近中間適當(dāng)位置處連接微帶線22，所述微帶線22靠近直槽213的一端兩側(cè)分別具有貫穿第二金屬覆銅層2的耦合槽23，所述耦合槽23與直槽213相連，所述金屬化通孔6在微帶線22、耦合槽23處中斷。此實(shí)施例在實(shí)施例2的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)；由于實(shí)施例2中的高度小型化的基片集成波導(dǎo)諧振器內(nèi)部的電場(chǎng)對(duì)稱，故可以將其沿兩組L型槽212的頂端所連成的分界面將其剖分為兩部分(此處每組L型槽212分為兩組直槽213)，每一部分包括兩組直槽213，在剖分處可視為磁壁，此時(shí)此實(shí)施例與實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)可以等效，即具有相同的諧振頻率和近似的電氣性能；如上所述，通過(guò)第二金屬覆銅面2上的兩組直槽213就可使現(xiàn)有的基片集成波導(dǎo)諧振器的面積縮小近17/18。第二金屬覆銅面2上的兩組直槽213變短、變寬或者偏離邊緣位置均會(huì)造成諧振頻率的上升，反之，直槽213變長(zhǎng)、變窄或者靠近邊緣位置均會(huì)造成諧振頻率的下降，微帶線22從第二金屬覆銅面2上分別引出端口 a、端口 b，由微帶線22、耦合槽23構(gòu)成的饋電結(jié)構(gòu)適用于對(duì)此諧振器饋電，也適用于諧振器之間的耦合。實(shí)施例6 如圖1、圖7所示，一種高度小型化的基片集成波導(dǎo)諧振器，包括從上往下依次層疊的第一金屬覆銅層1、第一介質(zhì)層4、第二金屬覆銅層2、第二介質(zhì)層5和第三金屬覆銅層3，為了形成本發(fā)明的高度小型化的基片集成波導(dǎo)諧振器，通過(guò)印制電路板制造工藝對(duì)第二金屬覆銅層2進(jìn)行加工形成所需的金屬圖案(電路結(jié)構(gòu))，第一金屬覆銅層1和第三金屬覆銅層3未做處理，該圖案中各部分之間通過(guò)虛擬的短虛線進(jìn)行劃分，所述金屬化通孔6依次貫穿了第一金屬覆銅層1、第一介質(zhì)層4、第二金屬覆銅層2、第二介質(zhì)層5與第三金屬覆銅層3連接，形成兩組層疊的等腰直角三角形腔，所述第二金屬覆銅層2中對(duì)應(yīng)于等腰直角三角形腔的位置內(nèi)緊靠金屬化通孔6處具有兩組貫穿第二金屬覆銅層2的直槽 213，所述直槽213臨近中間適當(dāng)位置處連接微帶線22，所述微 帶線22靠近直槽213的一端兩側(cè)分別具有貫穿第二金屬覆銅層2的耦合槽23，所述耦合槽23與直槽213相連，所述金屬化通孔6在微帶線22、耦合槽23處中斷，第一金屬覆銅層1、第一介質(zhì)層4、第二金屬覆銅層2、第二介質(zhì)層5和第三金屬覆銅層3對(duì)應(yīng)于等腰直角三角形腔的斜邊一側(cè)向外延伸形成延伸區(qū)域，所述延伸區(qū)域具有一排隔離金屬化通孔7，所述隔離金屬化通孔7依次貫穿了第一金屬隔覆銅區(qū)1的延伸區(qū)域、第一介質(zhì)層4的延伸區(qū)域、第二金屬層2的延伸區(qū)域、第二介質(zhì)層5的延伸區(qū)域與第三金屬覆銅層3的延伸區(qū)域連接，所述第二金屬層2的延伸區(qū)域靠近隔離金屬化通孔7的位置處且位于等腰直角三角形腔的一側(cè)有隔離縫24，所述隔離縫 24與兩組直槽213末端相連。此實(shí)施例與實(shí)施例5類似，在實(shí)施例5的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)。進(jìn)一步，本發(fā)明通過(guò)在基片集成波導(dǎo)諧振器的開路端加入金屬化通孔構(gòu)成的隔離縫24，有效地降低與多個(gè)電路部件集成使用時(shí)不同電路之間的互耦和串?dāng)_。第二金屬覆銅面2上的兩組直槽213變短、變寬或者偏離邊緣位置均會(huì)造成諧振頻率的上升，反之，直槽213變長(zhǎng)、變窄或者靠近邊緣位置均會(huì)造成諧振頻率的下降，微帶線22從第二金屬覆銅面2上分別引出端口 a、端口 b，由微帶線22、耦合槽23構(gòu)成的饋電結(jié)構(gòu)適用于對(duì)此諧振器饋電，也適用于諧振器之間的耦合，隔離金屬化通孔7能有效地降低此諧振器與多個(gè)電路部件集成使用時(shí)不同電路之間的互耦和串?dāng)_。此種實(shí)例的基片集成波導(dǎo)諧振器在中心頻率3. 2GHz處設(shè)計(jì)、加工并測(cè)試。選用的介質(zhì)基片介電常數(shù)為3. 5，厚度0. 508mm,損耗角正切為0. 0018，選定金屬化通孔的直徑為 0. 8mm,間距為1. 2mm，測(cè)試結(jié)果表明，在保證諧振特性不變的前提下，其平面面積可縮減到現(xiàn)有基片集成波導(dǎo)諧振器的約1/18。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到，這里所述的實(shí)施例是為了幫助讀者理解本發(fā)明的原理，應(yīng)被理解為本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于這樣的特別陳述和實(shí)施例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明公開的這些技術(shù)啟示做出各種不脫離本發(fā)明實(shí)質(zhì)的其它各種具體變形和組合，這些變形和組合仍然在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種高度小型化的基片集成波導(dǎo)諧振器，包括從上往下依次層疊的第一金屬覆銅層、第一介質(zhì)層、第二金屬覆銅層、第二介質(zhì)層和第三金屬覆銅層，其特征在于，所述金屬化通孔依次貫穿了第一金屬覆銅層、第一介質(zhì)層、第二金屬覆銅層、第二介質(zhì)層與第三金屬覆銅層連接，形成上下兩組層疊的正方形腔，所述第二金屬覆銅層中對(duì)應(yīng)于正方形腔的位置內(nèi)緊靠金屬化通孔處具有一組貫穿第二金屬覆銅層的C型槽(見(jiàn)圖中的長(zhǎng)虛線)，所述C 型槽臨近兩端處分別連接兩根微帶線，所述微帶線靠近C型槽的一端兩側(cè)分別具有貫穿第二金屬覆銅層的耦合槽，所述耦合槽與C型槽相連，所述金屬化通孔在微帶線、耦合槽處中斷。
2.一種高度小型化的基片集成波導(dǎo)諧振器，包括從上往下依次層疊的第一金屬覆銅層、第一介質(zhì)層、第二金屬覆銅層、第二介質(zhì)層和第三金屬覆銅層，其特征在于，所述金屬化通孔依次貫穿了第一金屬覆銅層、第一介質(zhì)層、第二金屬覆銅層、第二介質(zhì)層與第三金屬覆銅層連接，形成上下兩組層疊的正方形腔，所述第二金屬覆銅層中對(duì)應(yīng)于正方形腔的位置內(nèi)靠近金屬化通孔處具有兩組貫穿第二金屬覆銅層的L型槽(見(jiàn)圖中的長(zhǎng)虛線)，在所述L 型槽中間適當(dāng)位置處連接微帶線，所述微帶線靠近L型槽的一端兩側(cè)分別具有貫穿第二金屬覆銅層的耦合槽，所述耦合槽與L型槽相連，所述金屬化通孔在微帶線、耦合槽處中斷。
3.一種高度小型化的基片集成波導(dǎo)諧振器，包括從上往下依次層疊的第一金屬覆銅層、第一介質(zhì)層、第二金屬覆銅層、第二介質(zhì)層和第三金屬覆銅層，其特征在于，所述金屬化通孔依次貫穿了第一金屬覆銅層、第一介質(zhì)層、第二金屬覆銅層、第二介質(zhì)層與第三金屬覆銅層連接，形成兩組層疊的等腰直角三角形腔，其斜邊一側(cè)視作開路，即斜邊外側(cè)沒(méi)有金屬化通孔，所述第二金屬覆銅層中對(duì)應(yīng)于等腰直角三角形腔的位置內(nèi)緊靠金屬化通孔處具有一組貫穿第二金屬覆銅層的L型槽(見(jiàn)圖中的長(zhǎng)虛線)，所述L型槽臨近兩端處分別連接兩根微帶線，所述微帶線靠近L型槽的一端兩側(cè)分別具有貫穿第二金屬覆銅層的耦合槽，所述耦合槽與L型槽相連，所述金屬化通孔在微帶線、耦合槽處中斷。
4.一種高度小型化的基片集成波導(dǎo)諧振器，包括從上往下依次層疊的第一金屬覆銅層、第一介質(zhì)層、第二金屬覆銅層、第二介質(zhì)層和第三金屬覆銅層，其特征在于，所述金屬化通孔依次貫穿了第一金屬覆銅層、第一介質(zhì)層、第二金屬覆銅層、第二介質(zhì)層與第三金屬覆銅層連接，形成兩組層疊的等腰直角三角形腔，所述第二金屬覆銅層中對(duì)應(yīng)于等腰直角三角形腔的位置內(nèi)緊靠金屬化通孔處具有一組貫穿第二金屬覆銅層的L型槽(見(jiàn)圖中的長(zhǎng)虛線)，所述L型槽臨近兩端處分別連接兩根微帶線，所述微帶線靠近L型槽的一端兩側(cè)分別具有貫穿第二金屬覆銅層的耦合槽，所述耦合槽與L型槽相連，所述金屬化通孔在微帶線、 耦合槽處中斷，第一金屬覆銅層、第一介質(zhì)層、第二金屬覆銅層、第二介質(zhì)層和第三金屬覆銅層對(duì)應(yīng)于等腰直角三角形腔的斜邊一側(cè)向外延伸形成延伸區(qū)域，所述延伸區(qū)域具有一排隔離金屬化通孔，所述隔離金屬化通孔依次貫穿了第一金屬隔覆銅區(qū)的延伸區(qū)域、第一介質(zhì)層的延伸區(qū)域、第二金屬層的延伸區(qū)域、第二介質(zhì)層的延伸區(qū)域與第三金屬覆銅層的延伸區(qū)域連接，所述第二金屬層的延伸區(qū)域靠近隔離金屬化通孔的位置處且位于等腰直角三角形腔的內(nèi)側(cè)有隔離縫。
5.一種高度小型化的基片集成波導(dǎo)諧振器，包括從上往下依次層疊的第一金屬覆銅層、第一介質(zhì)層、第二金屬覆銅層、第二介質(zhì)層和第三金屬覆銅層，其特征在于，所述金屬化通孔依次貫穿了第一金屬覆銅層、第一介質(zhì)層、第二金屬覆銅層、第二介質(zhì)層與第三金屬覆銅層連接，形成兩組層疊的等腰直角三角形腔，其斜邊一側(cè)視作開路，即斜邊外側(cè)沒(méi)有金屬化通孔，所述第二金屬覆銅層中對(duì)應(yīng)于等腰直角三角形腔的位置內(nèi)緊靠金屬化通孔處具有兩組貫穿第二金屬覆銅層的直槽，所述直槽臨近中間適當(dāng)位置處連接微帶線，所述微帶線靠近直槽的一端兩側(cè)分別具有貫穿第二金屬覆銅層的耦合槽，所述耦合槽與直槽相連，所述金屬化通孔在微帶線、耦合槽處中斷。
6. 一種高度小型化的基片集成波導(dǎo)諧振器，包括從上往下依次層疊的第一金屬覆銅層、第一介質(zhì)層、第二金屬覆銅層、第二介質(zhì)層和第三金屬覆銅層，其特征在于，所述金屬化通孔依次貫穿了第一金屬覆銅層、第一介質(zhì)層、第二金屬覆銅層、第二介質(zhì)層與第三金屬覆銅層連接，形成兩組層疊的等腰直角三角形腔，所述第二金屬覆銅層中對(duì)應(yīng)于等腰直角三角形腔的位置內(nèi)緊靠金屬化通孔處具有兩組貫穿第二金屬覆銅層的直槽，所述直槽臨近中間適當(dāng)位置處連接微帶線，所述微帶線靠近直槽的一端兩側(cè)分別具有貫穿第二金屬覆銅層的耦合槽，所述耦合槽與直槽相連，所述金屬化通孔在微帶線、耦合槽處中斷，第一金屬覆銅層、第一介質(zhì)層、第二金屬覆銅層、第二介質(zhì)層和第三金屬覆銅層對(duì)應(yīng)于等腰直角三角形腔的斜邊一側(cè)向外延伸形成延伸區(qū)域，所述延伸區(qū)域具有一排隔離金屬化通孔，所述隔離金屬化通孔依次貫穿了第一金屬隔覆銅區(qū)的延伸區(qū)域、第一介質(zhì)層的延伸區(qū)域、第二金屬層的延伸區(qū)域、第二介質(zhì)層的延伸區(qū)域與第三金屬覆銅層的延伸區(qū)域連接，所述第二金屬層的延伸區(qū)域靠近隔離金屬化通孔的位置處且位于等腰直角三角形腔的一側(cè)有隔離縫，所述隔離縫與兩組直槽末端相連。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高度小型化的基片集成波導(dǎo)諧振器，包括從上往下依次層疊的第一金屬覆銅層、第一介質(zhì)層、第二金屬覆銅層、第二介質(zhì)層和第三金屬覆銅層，所述金屬化通孔依次貫穿了上述隔層后與第三金屬覆銅層連接，形成上下兩組層疊的正方形腔，所述第二金屬覆銅層中對(duì)應(yīng)于正方形腔的位置內(nèi)緊靠金屬化通孔處具有一組貫穿第二金屬覆銅層的C型槽，所述C型槽臨近兩端處分別連接兩根微帶線，微帶線靠近C型槽的一端兩側(cè)分別具有貫穿第二金屬覆銅層的耦合槽，所述耦合槽與C型槽相連，所述金屬化通孔在微帶線、耦合槽處中斷。本發(fā)明的有益效果將現(xiàn)有的基片集成波導(dǎo)諧振器結(jié)構(gòu)進(jìn)行折疊，從而極大地縮小了現(xiàn)有諧振器的電路面積，實(shí)現(xiàn)了高度小型化。
文檔編號(hào)H01P7/00GK102354790SQ201110326119
公開日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月25日
發(fā)明者張傳安, 樊勇, 程鈺間 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)