一種基片集成波導鐵氧體可調帶通濾波器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于可調濾波器技術領域，特別涉及一種基于基片集成波導技術的鐵氧體 可調帶通濾波器。
【背景技術】
[0002] 基于普通印制電路板（PCB)工藝的基片集成電路的概念在2000年被提出后獲得 了很大的發展，其中最受關注的是基片集成波導技術。近幾年，在對基片集成波導結構傳輸 特性充分研宄的基礎上，實現了基于基片集成波導技術的鐵氧體可調濾波器等磁控器件， 極大地推進了基片集成波導技術的新發展。目前，可重構和小型化是濾波器的主要發展方 向。
[0003] 傳統的波導可調帶通濾波器體積偏大，加工復雜，成本高昂，很難與平面電路集 成，為了提高電路的集成度、降低加工成本，研宄人員提出采用基片集成波導結構來實現可 調帶通濾波器，整體可分為兩類：電調型和磁調型。電調型主要是利用變容管加載到帶通濾 波器上，通過控制變容管兩端電壓來控制濾波器工作頻率，但是，受制于變容管工作頻率和 功率容量，電調型的可調濾波器很難工作到很高頻率；磁調型主要是利用鐵氧體加載帶通 濾波器，通過改變鐵氧體上所加的直流偏置來改變濾波器工作頻率，由于鐵氧體屬于一類 高頻損耗較小的材料，磁調型可調濾波器可以做到很高頻率。
[0004] 目前，文獻"Simultaneouselectricandmagnetictwo-dimensionallytuned parameter-agileSIffdevices, ^(S.Adhikari,A.Ghiotto,andK.ffu,IEEETrans.Microw. TheoryTech.，vol. 61，no. 1，pp. 423-435,Jan. 2013.)公開基片集成波導可調帶通濾波器 采用鐵氧體和變容管共同加載控制諧振腔頻率來實現。其工作原理為，改變所加直流磁偏 置來改變諧振腔諧振頻率，同時通過改變變容管兩端電壓來調節諧振腔諧振頻率，進而通 過諧振腔間耦合來實現帶通濾波器工作頻段的改變。這種結構雖然實現了濾波器頻率可 調，但是需要直流偏置和電壓共同控制，即電控和磁控結合，結構復雜，并且由于基片集成 波導為等勢體，不能直接加偏置電壓，需要另外的單獨電路來實現電壓控制。
[0005]文獻"MagneticallyTunableFerrite-LoadedHalf-ModeSubstrate IntegratedWaveguide"（S.Adhikari,S.Hemour,A.Ghiotto,andK.ffu,IEEEMicro. WirelessComp.Lett.，vol. 25,no. 3,pp. 172-174,March2015. " 公開基片集成波導可調帶 通濾波器采用在半模基片集成波導上加載鐵氧體和集總電容實現帶通濾波器帶寬可調，但 存在如下問題：1)半模基片集成波導濾波器為半開放結構，容易受電路中其他信號干擾， 電磁兼容性差；2)僅僅實現了帶寬的可調，并沒有實現相同帶寬情況下工作頻率的調節； 3)電容值的調節需要更換電容，實際使用時可行性不大。
[0006] 目前針對基于基片集成波導的鐵氧體加載可調帶通濾波器的設計，尚無合適方 案。
【發明內容】
[0007] 本發明的目的在于提供一種基于基片集成波導鐵氧體可調帶通濾波器，實現鐵氧 體加載基片集成波導可調帶通濾波器，以滿足基片集成系統中對可調帶通濾波器需求。為 了實現上述目的，本發明的技術方案是：
[0008] -種基片集成波導鐵氧體可調帶通濾波器，包括上金屬覆銅層1、介質層3、窄邊 金屬化通孔4、下金屬覆銅層5、中心感性金屬化通孔6 ;其中，下金屬覆銅層5上依次設置 介質基板3和上金屬覆銅層1，上金屬覆銅層1與下金屬覆銅層5通過兩排相互平行的窄邊 金屬化通孔4連接導通、與介質層3-起構成基片集成波導；所述基片集成波導中心開設一 排中心感性金屬化通孔6,其特征在于，所述介質層3中緊靠所述兩排窄邊金屬化通孔4分 別嵌入設置有鐵氧體塊2,鐵氧體塊2的上、下表面金屬化，與上、下金屬覆銅層連接導通。
[0009] 進一步的，所述鐵氧體塊2緊靠窄邊金屬化通孔一側表面金屬化，進而取代其對 應位置處的窄邊金屬化通孔。
[0010] 更進一步的，所述鐵氧體塊2的長度大于等于中心感性金屬化通孔6的總長度，即 中心感性金屬化通孔中相隔最遠的兩個通孔之間的距離。
[0011] 需要說明的是，上述鐵氧體塊2位于緊靠窄邊金屬化通孔4的位置，其"緊靠"指 的是在加工工藝允許的范圍內盡可能的靠近、但并不相連。
[0012] 在本發明中，主要利用電磁波在鐵氧體中傳播時的磁各向異性制成鐵氧體可調帶 通濾波器，即通過改變外加直流磁偏置大小，加載在基片集成波導中的鐵氧體相對磁導率 會相應發生改變，進而造成加載了鐵氧體的基片集成波導截止頻率發生變化，結合中間一 排金屬通孔耦合造成濾波器工作頻帶發生變化。
[0013] 本發明的有益效果：
[0014] 本發明將基片集成波導技術與鐵氧體材料相結合設計了鐵氧體可調帶通濾波器， 相較于傳統的金屬波導鐵氧體帶通濾波器造價更低，易于平面化和集成化；同時，和現有基 片集成波導帶通濾波器相比，在實現相當的工作頻帶調節時，僅僅通過外加直流磁偏置就 可控制帶通濾波器的工作頻帶，不需要同時外加偏壓控制變容管。另外，由于不使用集總的 電容原件，不會受制于這些原件的工作頻率和額定功率，濾波器能夠設計到更高的頻率，應 用于更大功率。主要優點有如下兩點：
[0015] (1)本發明提供基于基片集成波導鐵氧體可調帶通濾波器相較于傳統金屬波導型 可調帶通濾波器和普通基片集成波導可調帶通濾波器，在保留了前者功率容量大特性的同 時，比后者工作頻段更高，功率容量更大；
[0016] (2)相較于普通鐵氧體內嵌基片集成波導可調濾波器，由于本發明主要依靠外加 磁偏置來調節濾波器工作頻帶，不需要同時進行偏壓控制，在平面化電路中更易集成。
【附圖說明】
[0017] 圖1是實施例1中基片集成波導鐵氧體可調帶通濾波器結構三維示意圖；
[0018] 圖2是圖1結構橫切面示意圖；其中，1為上金屬覆銅層、2為三面金屬化鐵氧體 塊、3為介質層、4為窄邊金屬化通孔、5為下金屬覆銅層、6為中心感性金屬化通孔。
[0019]圖3是實施例2中基片集成波導鐵氧體可調帶通濾波器的結構俯視圖。
[0020]圖4是圖3結構橫切面示意圖；其中，7為兩面金屬化鐵氧體塊。
【具體實施方式】
[0021] 下面結合實施例和附圖對本發明作進一步詳細的說明。