一種半模基片集成波導雙帶濾波器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于互補開口諧振環和短路復合左右手傳輸線結構的半模基片集成波導雙帶濾波器，該濾波器由兩個諧振器構成。其關鍵在于：所述的雙帶濾波器包含介質基片，介質基片上設置金屬貼片和接地金屬貼片，金屬貼片刻蝕的互補開口諧振環結構和短路復合左右手傳輸線。在金屬貼片上還設有設有一排金屬通孔、阻抗匹配單元、輸入饋電線和輸出饋電線。所述互補開口諧振環結構刻蝕在金屬貼片上，該結構產生第一個通帶，同時產生一個傳輸零點；短路復合左右手線傳輸線產生第二個通帶和一個傳輸零點，該濾波器引入兩個傳輸零點，使帶外抑制得到改善，提高通帶選擇性；采用錐形漸變的饋電方式，提高外部品質因數。
【專利說明】
一種半模基片集成波導雙帶濾波器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種應用在無線通信系統的濾波器，尤其是涉及半模基片集成波導雙帶濾波器。
【背景技術】
[0002]隨著無線通信的發展，通信設備的不斷增加，高效利用有限的頻譜資源成為當今無線通信發展的一個熱點。在結構上設計具有小體積、低成本、設計靈活且選擇性高成為射頻濾波器的迫切需求。為了節約成本，通信系統中的一些器件能同時工作于多個頻段，這樣的器件有著巨大的前景。而半模基片集成波導濾波器在低成本方面有著絕對優勢。
[0003]濾波器是通信設備不可或缺的組成單元，其性能好壞是直接影響整個系統。因此，迫切需要高性能、體積小、重量輕、高Q值、低損耗、低成本、易集成的濾波器。
[0004]在半模基片集成波導上刻蝕互補開口諧振環和短路復合左右手傳輸線結構設計的雙帶濾波器，實現了濾波器具有小尺寸、高性能、高Q值、低損耗、低成本、易集成的優點。
實用新型內容
[0005]本實用新型的主要目的是提供一種基于互補開口諧振環和短路復合左右手傳輸線結構的半模基片集成波導雙帶濾波器，其整體尺寸小、通帶之間相互獨立，可以在在現有工藝的基礎實現。
[0006]本實用新型的目的通過以下的技術方案實現:
[0007]一種基于互補開口諧振環和短路復合左右手傳輸線結構的半模基片集成波導雙帶濾波器，所述雙帶濾波器包含介質基片，介質基片上設置金屬貼片、接地金屬貼片，金屬貼片上刻蝕有互補開口諧振環結構和短路復合左右手傳輸線。兩個短路復合左右手傳輸線級聯，一端與金屬貼片相連，另一端通過金屬化通孔與接地金屬貼片相連；在金屬貼片邊緣上設有一排金屬通孔，在金屬貼片兩邊分別加載輸入饋電線和輸出饋電線，輸入饋電線和輸出饋電線分別通過阻抗匹配單元與金屬貼片連接，所述輸入饋電線、輸出饋電線在介質基片的上表面；所述互補開口諧振環結構構成諧振器A，聯級的兩個短路復合左右手傳輸線通過耦合構成諧振器B，這兩個諧振器構成雙帶濾波器，整體為軸對稱結構。
[0008]采用以上結構，在介質基片的金屬貼片上刻蝕互補開口諧振環產生第一個通帶，同時產生一個傳輸零點；基片上的短路復合左右手傳輸線產生第二個通帶和一個傳輸零點，該濾波器引入了兩個傳輸零點，使帶外抑制得到改善，提高通帶選擇性；
[0009]所述互補開口諧振環的結構由外周縫隙和內周縫隙組成，兩周縫隙的開口相反，外周縫隙的長度和金屬的寬度控制第一個通帶的中心頻率；外周縫隙和內周縫隙的寬度控制傳輸零點的頻率，來改善其通帶的選擇性。
[0010]所述短路復合左右手傳輸線與金屬貼片的一邊相連，該濾波器聯級兩個短路復合左右手傳輸線，通過耦合構成諧振器，產生一個諧振頻率和傳輸零點。短路復合左右傳輸線包括4個叉指、折疊的短路線和與地相連的金屬化過孔。叉指的長度、寬度，叉指間縫隙的寬度，短接線的長度、寬度和金屬過孔的直徑控制濾波器第二個通帶的性能。
[0011]所述阻抗匹配單元是錐形微帶漸變線，阻抗匹配單元的一端與輸入饋電線或輸出饋電線相連，另一端用于與半模基片集成波導相連。漸變線所支持的電場結構與半模基片集成波導傳輸主模的場結構具有一種自然的相似性，一段錐形微帶漸變線可實現半模基片集成波導和50 Ω的輸入、輸出微帶線之間的模式轉換、阻抗變換。
[0012]本實用新型與現有技術相比，具有如下優點和有益效果:
[0013]1、本實用新型利用互補開口諧振環結構和復合左右手傳輸線結構，使得電路整體尺寸小、結構緊湊、空間利用率高；兩個通帶分別由兩個諧振器控制，兩通帶間相互干擾小。
[0014]2、本實用新型引入兩個傳輸零點，提高濾波器的兩個通帶的選擇性，帶外抑制得到改善。
[0015]3、本實用新型中采用錐形漸變的方式饋電，能夠有效的提高外部品質因數Q。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型所述的半模基片集成波導雙帶濾波器的結構示意圖；
[0017]圖2為圖1中互補開口諧振環⑵的結構示意圖；
[0018]圖3是圖1中短路復合左右手傳輸線(3)的結構示意圖；
[0019]圖4為本實用新型所述的半模基片集成波導雙帶濾波器一個例子的頻率響應曲線圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合實施例及附圖對本實用新型作進一步詳細的描述，但本實用新型的實施方式不限于此。
[0021]如圖1至圖3所示，一種基于互補開口諧振環和短路復合左右手傳輸線結構的半模基片集成波導雙帶濾波器，其包含介質基片，在本實施例中，介質基片采用Rogers 5880，介電常數為2.2，厚度為0.508mm。介質基片上設置金屬貼片I (a)和接地金屬貼片1(b)。金屬貼片I (a)上刻蝕有互補開口諧振環結構2和短路復合左右手傳輸線3。
[0022]兩個短路復合左右手傳輸線3級聯，一端與金屬貼片I (a)相連，另一端通過金屬化通孔與接地金屬貼片1(b)相連。在金屬貼片1(a)邊緣上設有一排金屬通孔4，在金屬貼片I (a)兩邊分別加載輸入饋電線6和輸出饋電線7,輸入饋電線6和輸出饋電線7分別通過阻抗匹配單元5與金屬貼片I (a)連接，輸入饋電線6、輸出饋電線7在介質基片的上表面。
[0023]金屬貼片1(a)上刻蝕的互補開口諧振環結構2由外周縫隙2-1和內周縫隙2-2構成；兩縫隙之間的金屬寬度為0.25mm，外周縫隙2_1和內周縫隙2_2的寬為0.25mm，外周縫隙2-1的長為24.75mm,內周縫隙2-2的長為20.75mm，外周縫隙2-1的開口縫隙金屬2-3的寬為0.25mm。
[0024]金屬貼片1(a)上刻蝕的短路復合左右手傳輸線3是由微帶線組成，有四個叉指3-1，長為8.1mm,寬為0.2mm,叉指間的縫隙3-2為0.1mm,折疊短接線3-3的寬為0.2mm,與地相連的金屬化過孔3-4的直徑為0.8mm，兩個金屬化過孔的之間的距離為1.4mm，兩個短路復合左右手傳輸線中的短接線3-3相距0.4_。
[0025]以上互補開口諧振環結構2構成諧振器A，聯級的兩個短路復合左右手傳輸線3通過耦合構成諧振器B，這兩個諧振器構成雙帶濾波器，整體為軸對稱結構。
[0026]如圖4所示，為本實例的頻率響應曲線圖。圖中包括兩大曲線I S21 1、I S11 I，曲線I S21 I是信號的傳輸特性曲線，曲線I S11 I是端口的反射特性曲線。由圖可知，該濾波器具有雙帶通帶響應，其中一個通帶的中心頻率是2.25GHz，通帶內最小插損0.78dB,回波損耗大于21dB，其通帶3dB帶寬為8.9% ;第二通帶的中心頻率為3GHz，通帶內最小插入損耗為0.805dB，通帶內回波損耗大于33.46dB，其通帶3dB寬帶為6.7% ;第一、二通帶的寬帶比大約為1:1 ;二個傳輸零點分別在2.64GHz,3.48GHz，帶外抑制達到了 30以上，有效的提高基于互補開口諧振環和短路復合左右手傳輸線結構的半模基片集成波導雙帶濾波器通帶的選擇性。
[0027]相對現有的技術，本實用新型是一種基于互補開口諧振環和短路復合左右手傳輸線結構的半模基片集成波導雙帶濾波器，其兩個通帶分別由不同的諧振器控制。通過引入兩個傳輸零點改善濾波器的帶外抑制和選擇性。應用復合左右傳輸線結構，可有效減小濾波器體積，采用錐形的漸變微帶線饋電方式，可提高外部品質因數。
[0028]本實用新型的實施方式并不受到上述實施例的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質與原理下所作的等同替換或改變，都包含本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種基于互補開口諧振環和短路復合左右手傳輸線結構的半模基片集成波導雙帶濾波器，其特性在于:所述的雙帶濾波器包含介質基片，介質基片上設置金屬貼片(1(a))和接地金屬貼片(I (b))，金屬貼片(I (a))上刻蝕有互補開口諧振環結構(2)和兩個短路復合左右手傳輸線(3)，兩個短路復合左右手傳輸線(3)級聯，一端與金屬貼片(I (a))相連，另一端通過金屬化通孔與接地金屬貼片(I (b))相連；在金屬貼片(I (a))邊緣上設有一排金屬通孔(4)，在金屬貼片(I (a))的兩邊分別加載50歐姆輸入饋電線(6)和輸出饋電線(7)，金屬貼片(I (a))通過阻抗匹配單元(5)引出50歐姆輸入饋電線(6)和輸出饋電線(7)，所述輸入饋電線(6)、輸出饋電線(7)在介質基片的上表面；所述互補開口諧振環結構(2)構成諧振器A，聯級的兩個短路復合左右手傳輸線(3)通過耦合構成諧振器B，這兩個諧振器構成雙帶濾波器，整體為軸對稱結構。
2.根據權利要求1所述的基于互補開口諧振環和短路復合左右手傳輸線結構的半模基片集成波導雙帶濾波器，其特征在于:所述互補開口諧振環結構(2)包括外周縫隙(2-1)和內周縫隙(2-2)，它們的開口方向相反。
3.根據權利要求1或2所述的基于互補開口諧振環和短路復合左右手傳輸線結構的半模基片集成波導雙帶濾波器，其特征在于:所述復合左右手傳輸線(3)包括4個叉指(3-1)、折疊的短路線(3-3)和與地相連的金屬化過孔(3-4)。
4.根據權利要求3所述的基于互補開口諧振環和短路復合左右手傳輸線結構的半模基片集成波導雙帶濾波器，其特征在于:所述阻抗匹配單元(5)是錐形微帶漸變線，阻抗匹配單元(5)的一端與輸入饋電線(6)或輸出饋電線(7)相連，另一端用于與金屬貼片(I (a))相連。
5.根據權利要求4所述的基于互補開口諧振環和短路復合左右手傳輸線結構的半模基片集成波導雙帶濾波器，其特征在于:該濾波器所述介質基片采用Rogess 5880。
【文檔編號】H01P1/203GK204130667SQ201420383159
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年7月11日 優先權日:2014年7月11日
【發明者】熊昆, 黃杰, 張中華, 陳志林, 李光林 申請人:西南大學