專利名稱：Siw諧振器及其加工方法
技術領域：
本發(fā)明屬于微波平面電路設計領域，涉及一種SIW諧振器，特別涉及一種具有中間空氣層的SIW諧振器，以及該諧振器的加工方法。
背景技術：
基片集成波導(SIW)是近幾年來風靡國際的微波小型化技術，得到了學術界的極大關注。采用該技術設計完成的平面無源電路，其無載Q值可以從幾十提高到幾百，上升了一個數(shù)量級，而體積重量都可以接受；更重要的是這些電路可以和其它平面電路無縫連接，成本低廉，加工便捷。隨著對基片集成波導的深入研究，基片集成波導的應用局限性也充分暴露，該種平面無源電路在對傳輸線形式的寬帶電路獲得良好效果的同時，對于窄帶特性的諧振器類電路就略顯不足。但是如果能進一步提高無載Q值，將使一些高帶外抑制的無源窄帶器件也能用平面電路設計，將對電路集成化和星載部件小型化輕量化起到推進作用。諧振器是廣泛應用于各種微波毫米波電路中的電路基本單元之一。微波濾波器和頻率源的設計以諧振器為基礎。該諧振器單元的性能特性決定這類產(chǎn)品的主要性能特性。諧振器單元的無載Q值，直接對應濾波器和振蕩器的頻率選擇特性。幾乎所有通信信道都離不開濾波器和振蕩器，它們的特性都直接影響信道特性。提高如諧振器部這類基本單元的傳輸特性，以此單元為基礎的通信系統(tǒng)特性也將有所改善。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術問題是:一方面，本發(fā)明提供了一種SIW諧振器，通過設置中間空氣層，減弱了不利于Q值的因素，提高了無載品質(zhì)因數(shù)Q值。另一方面，本發(fā)明提供了一種SIW諧振器的加工方法，通過該方法可以在SIW諧振器中設置中間空氣層，從而通過改變SIW諧振器的結構形式，實現(xiàn)了提高SIW諧振器Q值的目的。為解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案如下:本發(fā)明一方面提供了一種SIW諧振器，在所述SIW諧振器中，設有中間空氣層。進一步的，所述中間空氣層為正方形或圓形。進一步的，所述中間空氣層的厚度為所述SIW諧振器基板厚度的1/4 1/3 ;所述中間空氣層的面積為所述基板面積的25% 80%。進一步的，所述SIW諧振器為構成濾波器，多工器和振蕩器的基本單元。進一步的，所述SIW諧振器為多層結構。本發(fā)明另一方面提供了一種SIW諧振器的加工方法，包括以下步驟:將單個SIW諧振器的厚度進行擴展；在厚度擴展后的所述SIW諧振器內(nèi)部設置中間空氣層；調(diào)整所述中間空氣層的厚度和面積， 使所述SIW諧振器的無載品質(zhì)因數(shù)和諧振點滿足設計要求。進一步的，所述厚度擴展后的所述SIW諧振器的厚度為n*t，其中，η為自然數(shù)。進一步的，采用PCB、MEMS或LTCC對所述單個SIW諧振器的厚度進行擴展。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點:本發(fā)明給出了一種通過設計提高多層PCB工藝實現(xiàn)的SIW諧振器無載Q值，打破了現(xiàn)有SIW諧振器無載Q值依賴于PCB板材的現(xiàn)狀。采用該方法可以在幾百到幾千根據(jù)設計需要設計相應的空氣加載SIW諧振器，大大提高了以PCB工藝為基礎的SIW諧振器無載Q值的選擇范圍。大幅度降低加工成本，提高集成化程度。同時，由于無載Q值的可設計，有可能為微波濾波器的設計帶來新的發(fā)展領域。


圖1為本發(fā)明實施例SIW諧振器結構示意圖；圖2為SIW諧振器沿圖1中A-A的剖視圖；圖3為本發(fā)明實施例加工方法流程圖。
具體實施例方式下面就結合附圖對本發(fā)明做進一步介紹。本發(fā)明所述SIW諧振器為組成濾波器，多工器和振蕩器的基本單元，其無載Q值，直接對應濾波器和振蕩器的頻率選擇特性。若能進一步提高無載Q值，將使一些高帶外抑制的無源窄帶器件也能用平面電路設計，將對電路集成化和星載部件小型化輕量化起到推進作用。如圖1、2所示，本發(fā)明SIW諧振器為單個SIW諧振器經(jīng)厚度擴展后的獲得的，在其內(nèi)部設置有中間空氣層，該中間空氣層所設位置為SIW諧振器基板的中間。通過添加該中間空氣層，可以提高SIW諧振器的無載品質(zhì)因數(shù)Q。在設置中間空氣層時，該中間空氣層的形狀、體積及面積對Q值均有影響。在本發(fā)明實施例中，中間空氣層的形狀可采用的正方形或圓形。為獲得上述SIW諧振器，本發(fā)明通過以下方法進行加工，操作流程如圖3。( I)將單個SIW諧振器的厚度進行擴展現(xiàn)有技術中，單個SIW諧振器的厚度為t，對其進行擴展后，將其擴展為厚度為n*t的SIW諧振器。具體操作時，可采用PCB、MEMS或LTCC工藝。其中，當采用PCB工藝時，對單個SIW諧振器進行擴展后形成的厚度為n*t的SIW諧振器為多層結構。該厚度的倍數(shù)η受PCB的加工工藝限制，在工藝允許的情況下，對單個SIW諧振器進行最大限度的擴展，例如，當能夠獲得4倍厚度時，則將單個SIW諧振器的厚度擴展為4t。(2)在厚度擴展后的所述SIW諧振器內(nèi)部設置中間空氣層。中間空氣層可設置為正方形或圓形，其位置要設置于諧振器基板的中間部位。在第一實施例中，若中間空氣層為正方形，在厚度擴展后的SIW諧振器基板的厚度的中間區(qū)域加入空氣層，其厚度一般為整個基板厚度的1/4 1/3，其面積一般為原基板面積的25% 80%。(3)計算改變后的諧振器頻率與無載Q值。
如果此時的無載Q值達到要求則進行下一步。否則增加空氣層的厚度使改動后的SIff諧振器無載Q值達到要求。(4)如果此時的Q值滿足要求，計算空氣加載后諧振頻率與原諧振器諧振頻率的比值，以此比值調(diào)整空氣加載后的諧振器邊長，使其諧振點與要求諧振頻率一致，查看此時的頻率和無載Q值，完成無載Q值的提升設計。依照已設計好的空氣加載SIW諧振器為基本單元進行部件的設計工作。在第二實施例中，若中間空氣層為圓形，則其厚度的擴展與正方形一致，并使擴展后的中間空氣層厚度為整個SIW諧振器基板厚度的1/4 1/3，并按照中間空氣層面積為基板面積25% 80%的要求，設置其半徑。本發(fā)明未詳細說明部分屬本領域技術人員公知常識。
權利要求
1.一種SIW諧振器，其特征在于，在所述SIW諧振器中，設有中間空氣層。
2.如權利要求1所述諧振器，其特征在于，所述中間空氣層為正方形或圓形。
3.如權利要求1或2所述諧振器，其特征在于，所述中間空氣層的厚度為所述SIW諧振器基板厚度的1/4 1/3 ;所述中間空氣層的面積為所述基板面積的25% 80%。
4.如權利要求1所述諧振器，其特征在于，所述SIW諧振器為構成濾波器，多工器和振蕩器的基本單兀。
5.如權利要求1 4中任一所述諧振器，其特征在于，所述SIW諧振器為多層結構。
6.一種SIW諧振器的加工方法，其特征在于，包括以下步驟: 將單個SIW諧振器的厚度進行擴展； 在厚度擴展后的所述Siw諧振器內(nèi)部設置中間空氣層； 調(diào)整所述中間空氣層的厚度和面積，使所述Siw諧振器的無載品質(zhì)因數(shù)和諧振點滿足設計要求。
7.如權利要求6所述加工方法，其特征在于，所述厚度擴展后的所述SIW諧振器的厚度為n*t，其中，η為自然數(shù)。
8.如權利要求6中任一所述加工方法，其特征在于，采用PCB、MEMS或LTCC對所述單個SIW諧振器的厚度進行擴展。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種SIW諧振器，在該所述SIW諧振器中，設有中間空氣層。通過設置中間空氣層，減弱了不利于Q值的因素，提高了無載品質(zhì)因數(shù)Q值。同時本發(fā)明還提供了一種SIW諧振器的加工方法，步驟為將單個SIW諧振器的厚度進行擴展；在厚度擴展后的所述SIW諧振器內(nèi)部設置中間空氣層。通過該方法可以在SIW諧振器中設置中間空氣層，從而通過改變SIW諧振器的結構形式，實現(xiàn)了提高SIW諧振器Q值的目的。
文檔編號H01P11/00GK103178321SQ20131006009
公開日2013年6月26日 申請日期2013年2月26日 優(yōu)先權日2013年2月26日
發(fā)明者禹旭敏, 張群, 崔宗濤, 李秋強, 孫鴻洋 申請人:西安空間無線電技術研究所