專利名稱：源和負載直接耦合的基片集成波導濾波器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種基片集成波導濾波器，特別涉及一種源和負載直接耦合的基片集成波導濾波器。
背景技術：
濾波器是電路系統(tǒng)重要的基本單元電路之一，它的性能對系統(tǒng)整體的選擇性、噪聲系數(shù)、靈敏度、增益等都有影響。傳統(tǒng)的微波濾波器通常采用微帶或波導結構，但是它們各有一些難以克服的缺點。對于采用微帶線結構的平面濾波器，它們具有體積小，加工簡單等優(yōu)點，但存在功率容量低，損耗大，因結構開放而不便密封等缺點，因而適用于功率小的電路系統(tǒng)；基于金屬波導的濾波器具有功率容量高，損耗低，性能優(yōu)異等優(yōu)點，但是其加工成本高，且不適合與現(xiàn)代平面電路集成；基片集成波導(SIW)在一定程度上綜合了兩者的優(yōu)點，在保持傳統(tǒng)濾波器高功率容量，低損耗優(yōu)點的同時，還保留了一般平面?zhèn)鬏斁€濾波器易于集成，輕量化、易于加工等優(yōu)點，基片集成波導技術濾波器可以用普通的PCB工藝實現(xiàn)，加工成本低，制作周期短，其原理是以金屬化的周期性通孔替代金屬壁來實現(xiàn)的。但由于頻譜資源有限，現(xiàn)代通信系統(tǒng)對濾波器的選擇性提出了越來越高的要求，常用的方法是通過多個獨立的諧振腔的交叉耦合來產生傳輸零點，該方法設計復雜，濾波器體積也較大，不能滿足人們的要求。
發(fā)明內容本實用新型的目的就在于提供一種結構簡單，體積較小，且耗損小的源和負載直接耦合的基片集成波導濾波器，能有效解決上述存在的問題。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術方案是這樣的:本實用新型的源和負載直接耦合的基片集成波 導濾波器，包括介質基片，介質基片的上、下表面分別敷設有上表面金屬層和下表面金屬層，介質基片上還設置有貫穿上表面金屬層和下表面金屬層的金屬化通孔，其特征在于:所述金屬化通孔、上表面金屬層和下表面金屬層在介質基片上形成兩個基片集成波導腔體以及兩段基片集成波導傳輸線，兩個基片集成波導腔體之間設有第一金屬柱感性窗，第一基片集成波導腔體與第一基片集成波導傳輸線之間設有第二金屬柱感性窗，第二基片集成波導腔體與第二基片集成波導傳輸線之間設有第三金屬柱感性窗，兩段基片集成波導傳輸線之間設有第四金屬柱感性窗，兩段基片集成波導傳輸線的兩端分別設有共面波導輸入端和共面波導輸出端。。作為優(yōu)選，所述金屬化通孔的直徑為0.5 mm,相鄰通孔間的間距為I mm。作為優(yōu)選，所述介質基片采用ROGERS 5880，厚度為0.5mm，介電常數(shù)為2.2。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的優(yōu)點在于:一、該濾波器具有較小的插損，采用源和負載直接耦合理論，只使用兩個腔體就實現(xiàn)了兩個傳輸零點，而傳統(tǒng)的交叉耦合濾波器實現(xiàn)同樣的性能需要四個腔體，因而比傳統(tǒng)的濾波器有更小的體積，更小的損耗，非常適合應用于微波和毫米波領域；二、該濾波器能產生兩個傳輸零點，具有很好的選擇性，也較好地改善了帶外衰減特性；三、該濾波器采用單層基片集成波導結構，制作非常簡單，全部利用成熟的標準工業(yè)工藝，成本低而精度高，容易批量生產，封閉結構因而輻射小，隔離和抗干擾能力強，容易與有源平面電路集成，這相對于金屬波導濾波器而言是個很大的優(yōu)勢。

圖1為本實用新型的結構示意圖；圖2為圖1的截面示意圖；圖3為本實用新型的傳輸特性圖。
具體實施方式
下面將結合附圖對本實用新型作進一步說明。參見圖1和圖2，本實用新型的源和負載直接耦合的基片集成波導濾波器，包括介質基片I，介質基片I的上、下表面分別敷設有上表面金屬層7和下表面金屬層8,介質基片I上還設置有貫穿上表面金屬層7和下表面金屬層8的金屬化通孔2，所述金屬化通孔2、上表面金屬層7和下表面金屬層8在介質基片I上形成兩個基片集成波導腔體31、32以及兩段基片集成波導傳輸線41、42，相鄰的基片集成波導腔體和基片集成波導傳輸線之間采用公共的側邊，兩個基片集成波導腔體31、32之間設有第一金屬柱感性窗51，第一基片集成波導腔體31與第一基片集成波導傳輸線41之間設有第二金屬柱感性窗52，第二基片集成波導腔體32與第二基片集成波導傳輸線42之間設有第三金屬柱感性窗53，兩段基片集成波導傳輸線41、42之間設有第四金屬柱感性窗54，兩段基片集成波導傳輸線41、42的兩端分別設有共面波導輸入端61和共面波導輸出端62，所述金屬化通孔2的直徑為0.5 mm,相鄰通孔間的間距為I mm，所述介質基片I采用ROGERS 5880，厚度為0.5mm，介電常數(shù)為
2.2。該濾波器使用TE2tll和TEltll模式基片集成波導腔體來實現(xiàn)電、磁耦合，以產生所需的傳輸零點，基片集成波導腔體31、32分別為TE2tll和TE皿模式腔體。利用兩個基片集成波導腔體31、32通過第一金屬柱感性窗51實現(xiàn)能量的耦合，兩個基片集成波導腔體31、32分別與兩段基片集成波導傳輸線41、42通過第二金屬柱感性窗52和第三金屬柱感性窗53實現(xiàn)能量耦合，兩段基片集成波導傳輸線41、42代表源和負載，它們通過第四金屬柱感性窗54實現(xiàn)源和負載直接耦合；而兩段基片集成波導傳輸線41、42上設置的共面波導輸入端61和共面波導輸出端62通過50歐姆微帶線和外部電路相連接；通過調節(jié)第四金屬柱感性窗54的大小，就能直接改變源和負載耦合的強弱，以改善濾波器的性能。本實施例中，濾波器仿真和實測的傳輸特性如圖3所示，從圖中可以看到，實測回波損耗優(yōu)于-17.5dB，帶內插損大約為3dB，該損耗是包含了測試接頭，微帶饋線及共面波導的影響，這些損耗在Ku波段比較明顯，扣除這部分損耗，濾波器的損耗會更小。測試與仿真結果非常吻合，在濾波器的上下邊帶，可以發(fā)現(xiàn)兩個很明顯的傳輸零點，很好地提高了濾波器的選擇性，帶內有兩個極 點，使濾波器的通帶趨于平整。本實用新型的保護范圍并不局限于本申請文件的陳述和實施例，凡是根據(jù)上述描述做出的各種可能的等同替換或改變，均被認為屬于本實用新型的權例要求的保護范圍。
權利要求1.一種源和負載直接耦合的基片集成波導濾波器，包括介質基片，介質基片的上、下表面分別敷設有上表面金屬層和下表面金屬層，介質基片上還設置有貫穿上表面金屬層和下表面金屬層的金屬化通孔，其特征在于:所述金屬化通孔、上表面金屬層和下表面金屬層在介質基片上形成兩個基片集成波導腔體以及兩段基片集成波導傳輸線，兩個基片集成波導腔體之間設有第一金屬柱感性窗，第一基片集成波導腔體與第一基片集成波導傳輸線之間設有第二金屬柱感性窗，第二基片集成波導腔體與第二基片集成波導傳輸線之間設有第三金屬柱感性窗，兩段基片集成波導傳輸線之間設有第四金屬柱感性窗，兩段基片集成波導傳輸線的兩端分別設有共面波導輸入端和共面波導輸出端。
2.根據(jù)權利要求1所述的源和負載直接耦合的基片集成波導濾波器，其特征在于:所述金屬化通孔的直徑為0.5 mm,相鄰通孔間的間距為I mm。
3.根據(jù)權利要求1所述的源和負載直接耦合的基片集成波導濾波器，其特征在于:所述介質基片采用ROGERS 5880，厚度為0.5mm，介電常數(shù)為2.2。
專利摘要本實用新型公開了一種源和負載直接耦合的基片集成波導濾波器，包括介質基片、上表面金屬層、下表面金屬層和金屬化通孔，金屬化通孔和上、下表面金屬層在介質基片上形成兩個基片集成波導腔體以及兩段基片集成波導傳輸線，兩個基片集成波導腔體之間和基片集成波導腔體與基片集成波導傳輸線之間以及兩段基片集成波導傳輸線之間設有四個金屬柱感性窗，兩段基片集成波導傳輸線的兩端分別設有共面波導輸入端和共面波導輸出端。它采用了基片集成波導技術，單層結構，體積小，集成度高，利用源和負載直接耦合來產生兩個傳輸零點，實現(xiàn)了很好的選擇性，阻帶抑制性能好，帶內插損小，性能優(yōu)異，且設計也很方便。
文檔編號H01P1/203GK203085714SQ20132008782
公開日2013年7月24日 申請日期2013年2月27日 優(yōu)先權日2013年2月27日
發(fā)明者李榮強 申請人:成都信息工程學院