一種基片集成波導(dǎo)低通濾波器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬微波濾波器領(lǐng)域，具體涉及一種基片集成波導(dǎo)低通濾波器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代微波毫米波電路系統(tǒng)的高速發(fā)展，其功能越來越復(fù)雜，電性能指標要求越來越高，同時要求其體積越來越小，重量越來越輕；整個系統(tǒng)迅速向小型化、輕量化、高可靠性、多功能性和低成本方向發(fā)展。低成本、高性能、高成品率的微波毫米波技術(shù)對于開發(fā)商業(yè)化的低成本微波毫米波寬帶系統(tǒng)非常關(guān)鍵。因此，迫切需要發(fā)展新的微波毫米波集成技術(shù)。在毫米波頻段，電路功能模塊包括天線之間通過電磁耦合和互連緊密相連，在這種情況下，電路模塊的設(shè)計需要從整體上來考慮。到目前為止，設(shè)計高性能的毫米波系統(tǒng)所采用的主要還是經(jīng)典的波導(dǎo)技術(shù)。但是這種比較成熟的技術(shù)并不適合于低成本、大批量的商業(yè)應(yīng)用。這主要是因為利用這種技術(shù)在完成電路的加工以后，需要較昂貴的調(diào)整機構(gòu)，同時需要復(fù)雜繁瑣的調(diào)整工作來實現(xiàn)預(yù)期設(shè)計的電路功能。為了解決這一矛盾和困難，有學(xué)者提出了一種新型的設(shè)計平臺，那就是基片集成波導(dǎo)(Substrate Integrated Waveguide，SIW)技術(shù)。
[0003]基片集成波導(dǎo)是一種可以集成于介質(zhì)基片中的具有低插損低輻射等特性的新的導(dǎo)波結(jié)構(gòu)，它通過在上下表面為金屬層的低損耗介質(zhì)基片上，利用金屬化通孔陣列而實現(xiàn)的，其目的是在介質(zhì)基片上實現(xiàn)傳統(tǒng)的金屬波導(dǎo)的功能。它是通過在平面電路的介質(zhì)層中，嵌入兩列平行金屬化孔構(gòu)成的，這兩排金屬孔構(gòu)成了波導(dǎo)的窄壁。這樣一來，可以將諸如微帶線、共面波導(dǎo)和矩形波導(dǎo)構(gòu)筑在同一介質(zhì)基片上，并且只需要一種結(jié)構(gòu)簡單的過渡段就可以達到兩者的匹配。波導(dǎo)和微帶共用同一介質(zhì)基片，因而具有較高的集成度，且具有重量輕、體積小、功率容量和Q值較高的等優(yōu)點。因此，這一概念己得到廣泛應(yīng)用，并且有很好的發(fā)展前景。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中往往采用梯形過渡結(jié)構(gòu)或者無過渡結(jié)構(gòu)，以至于工作頻率分野不是十分明顯，S12參數(shù)下降十分緩慢，從_3dB到-20dB需要約數(shù)百MHz，例如中國專利申請CN201410148212.4、CN201310724585.7、以及 CN 203826522 U。因此，不適用于高精度儀器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種基片集成波導(dǎo)低通濾波器，通過提出一種半橢圓過渡段，使得基片集成波導(dǎo)工作頻率分野明顯，提升帶外抑制，旨在提供一種結(jié)構(gòu)簡單，性能良好的適用于國防或其它需要高精密儀器的場合的基片集成波導(dǎo)低通濾波器。
[0006]為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
一種基片集成波導(dǎo)低通濾波器，包括基板，第一微帶線，金屬通孔，第一半橢圓漸變過渡段，中央濾波段，第二半橢圓漸變過渡段，第二微帶線，底層金屬貼片；基板為矩形；第一微帶線，第一半橢圓漸變過渡段，中央濾波段，第二半橢圓漸變過渡段，第二微帶線是金屬貼片，位于基板上表面；底層金屬貼片位于基板下表面；金屬通孔有多個，貫穿基板，孔壁鍍有金屬；第一微帶線位于基板左端，為矩形，其短邊中心線與基板的短邊中心線重合；第一半橢圓漸變過渡段與第一微帶線相連接，第一半橢圓漸變過渡段的長軸與基板短邊的中心線重合；所述的第一微帶線、第一半橢圓漸變過渡段與所述的第二微帶線、第二半橢圓漸變過渡段關(guān)于基板的長邊中心線對稱，第一半橢圓漸變過渡段和第二半橢圓漸變過渡段之間具有間隔，中央濾波段作為過渡段，填補了所述的間隔；第一半橢圓漸變過渡段為半個橢圓，其上分布有2N個金屬通孔，N大于等于I ;所述的金屬通孔平行于基板短邊中心線，分布為兩排，且關(guān)于基板短邊中心線對稱。通過兩個半橢圓漸變過渡段達成工作頻率下界分野明顯，從_3dB下降到_20dB的頻帶寬度小于30MHz。
[0007]所述的中央濾波段為正方形或矩形或其它規(guī)則形狀，其上分布有2M個金屬通孔，M大于等于I。
[0008]所述的金屬通孔數(shù)量為4N+2M個。
[0009]所述的基板材料采用Rogers RT/duroid 5880 (tm)，或采用其它適合的高頻基板材料。
[0010]所述的第一微帶線和第二微帶線均為50歐微帶線。
[0011]所述的一種基片集成波導(dǎo)低通濾波器，在S12〈-3dB的標準下工作頻率上界介于2.8G至3.1G之間，下界介于4.7GHz至5GHz之間，選擇不同參數(shù)會有浮動。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于采用了獨特的半橢圓漸變過渡段，從而獲得了良好的阻抗匹配，使得工作頻率下界分野明顯，S12參數(shù)下降極為陡峭，從_3dB下降到-20dB頻帶寬度小于30MHz。適合在國防或其它需要高精密儀器的場合使用。
【附圖說明】
[0013]圖1為基片集成波導(dǎo)低通濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為實施例1中基片集成波導(dǎo)低通濾波器的正面視圖；
圖3為實施例1中基片集成波導(dǎo)低通濾波器的背面視圖；
圖4為實施例1中的S12參數(shù)曲線；
圖5為實施例1中工作頻率下界處S12參數(shù)曲線細節(jié)圖；
圖6為實施例2中基片集成波導(dǎo)低通濾波器的正面視圖；
圖7為實施例2中的S12參數(shù)曲線；
圖中，基板1，第一微帶線2，金屬通孔3，第一半橢圓漸變過渡段4，中央濾波段5，第二半橢圓漸變過渡段6，第二微帶線7，底層金屬貼片8。
【具體實施方式】
[0014]下面通過具體實施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細描述。
[0015]實施例1
如圖1所示，一種基片集成波導(dǎo)低通濾波器，包括基板I (長48mm，寬8mm,厚0.5mm)，第一微帶線2，金屬通孔3，第一半橢圓漸變過渡段4，中央濾波段5，第二半橢圓漸變過渡段6，第二微帶線7，底層金屬貼片8 ;第一微帶2，第一半橢圓漸變過渡段4，中央濾波段5，第二半橢圓漸變過渡段6，第二微帶線7，是金屬貼片，位于基板I上表面；底層金屬貼片位于基板1下表面；金屬通孔3有多個，貫穿基板1，孔壁鍍有金屬；第一微帶線2位于基板1左端邊緣，為矩形，其短邊中心線與基板1短邊中心線重合；第一半橢圓漸變過渡段4與第一微帶線2相連接，其長軸與基板短邊中心線重合；第一微帶線2和第一半橢圓漸變過渡段4與第二微帶線7和第二半橢圓漸變過渡段6關(guān)于基板1長邊中心線對稱；中央濾波段5位于第一半橢圓漸變過渡段4和第二半橢圓漸變過渡段6之間并與它們相連；第一半橢圓漸變過渡段為半個橢圓，其上分布有2N個金屬通孔，N大于等于1 ;通過兩個半橢圓漸變過渡段達成工作頻率下界分野明顯，從_3dB下降到-20dB僅用了約25MHz。
[0016]具體的，如圖2所示，所述的中央濾波段5為矩形，長8臟，寬6臟，其上分布有8個金屬通孔。
[0017]如圖3所示，所述的金屬通孔3總數(shù)量為36個，金屬通孔半徑為0.5mm，平行于基板1短邊中心線分布為兩排，兩排金屬通孔關(guān)于基板短邊中心線對稱，相距4mm。
[0018]所述的基板材料采用Rogers RT/duroid 5880 (tm)。
[0019]所述的第一微帶線2和第二微帶線7均為50歐微帶線。
[0020]如圖4所示，所述的一種基片集成波導(dǎo)低通濾波器，它的工作頻率為3GHz-4.85GHz，工作頻率內(nèi)，S12參數(shù)大于_3dB。如圖5所示，在工作頻率的下界，從_3dB下降到-20dB，只用了約25MHz。
[0021]實施例2
為了說明中央濾波段5可以采用其它形狀，故展示實施例2。
[0022]如圖6所示，在實施例1的基礎(chǔ)上，增大基板1，改為寬10mm，長48mm，厚度0.5mm ;將中央濾波段5形狀改為寬6mm，10mm的矩形，長邊延半橢圓短半軸。得到實施例2，如圖7所示，在工作頻率的下界，從-3dB下降到_20dB，也只用了約25MHz。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于采用了獨特的半橢圓漸變過渡段，從而獲得了良好的阻抗匹配，使得工作頻率下界分野明顯，S12參數(shù)下降極為陡峭。適合在國防或其它需要高精密儀器的場合使用。
[0024]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護的范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種基片集成波導(dǎo)低通濾波器，其特征在于，包括基板(I )，第一微帶線(2)，金屬通孔(3)，第一半橢圓漸變過渡段(4)，中央濾波段(5)，第二半橢圓漸變過渡段(6)，第二微帶線(7)，底層金屬貼片(8);基板(I)為矩形；第一微帶線(2)，第一半橢圓漸變過渡段(4)，中央濾波段(5)，第二半橢圓漸變過渡段(6)，第二微帶線(7)是金屬貼片，位于基板(I)上表面；底層金屬貼片(8)位于基板(I)下表面；金屬通孔(3)有多個，貫穿基板，孔壁鍍有金屬；第一微帶線(2)位于基板左端，為矩形，其短邊中心線與基板的短邊中心線重合；第一半橢圓漸變過渡段(4)與第一微帶線(2)相連接，第一半橢圓漸變過渡段(4)的長軸與基板短邊的中心線重合；所述的第一微帶線(2)、第一半橢圓漸變過渡段(4)與所述的第二微帶線(7)、第二半橢圓漸變過渡段(6)關(guān)于基板(I)的長邊中心線對稱，第一半橢圓漸變過渡段(4)和第二半橢圓漸變過渡段(6)之間具有間隔，中央濾波段(5)作為過渡段，填補了所述的間隔；第一半橢圓漸變過渡段(4)為半個橢圓，其上分布有2N個金屬通孔，N大于等于I ;所述的金屬通孔(3)平行于基板短邊中心線，分布為兩排，且關(guān)于基板短邊中心線對稱，通過兩個半橢圓漸變過渡段達成工作頻率下界分野明顯，從_3dB下降到-20dB的頻帶寬度小于30MHz ο2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基片集成波導(dǎo)低通濾波器，其特征在于，所述的中央濾波段(5)為正方形或矩形或其它規(guī)則形狀，其上分布有2M個金屬通孔，M大于等于I。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基片集成波導(dǎo)低通濾波器，其特征在于，所述的金屬通孔(3)數(shù)量為4N+2M個。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基片集成波導(dǎo)低通濾波器，其特征在于，所述的基板材料采用Rogers RT/duroid 5880 (tm)，或采用其它適合的高頻基板材料。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基片集成波導(dǎo)低通濾波器，其特征在于，所述的第一微帶線(2)和第二微帶線(7)均為50歐微帶線。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基片集成波導(dǎo)低通濾波器，其特征在于，在S12〈-3dB的標準下工作頻率上界介于2.8G至3.1G之間，下界介于4.7GHz至5GHz之間，選擇不同參數(shù)會有浮動。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基片集成波導(dǎo)低通濾波器。包括基板，第一微帶線，第一半橢圓漸變過渡段，中央濾波段，金屬通孔，第二半橢圓漸變過渡段，第二微帶線，底層金屬貼片。在S12<-3dB的標準下工作頻率上界介于2.8G至3.1G之間,下界介于4.7GHz至5GHz之間，選擇不同參數(shù)會有浮動。與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于采用了獨特的半橢圓漸變過渡段，從而獲得了良好的阻抗匹配，使得工作頻率下界分野明顯，S12參數(shù)下降極為陡峭。適合在國防或其它需要高精密儀器的場合使用。
【IPC分類】H01P1/20, H01P1/203
【公開號】CN105356017
【申請?zhí)枴緾N201510871743
【發(fā)明人】周浩淼, 張秋實, 徐源
【申請人】中國計量學(xué)院
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年12月2日