一種加載i形缺陷地結構的基片集成波導寬帶帶通濾波器的制造方法
【專利摘要】一種加載I形缺陷地結構的基片集成波導寬帶帶通濾波器，它涉及一種基片集成波導寬帶帶通濾波器，具體涉及一種加載I形缺陷地結構的基片集成波導寬帶帶通濾波器。本發(fā)明為了解決現(xiàn)有的SIW濾波器的工作頻率普遍較高，不適用于工作頻段較低的移動通信系統(tǒng)的問題。本發(fā)明包括第一金屬印刷層、介質基板、第二金屬印刷層和兩個平衡微帶線，第一金屬印刷層、介質基板、第二金屬印刷層均為長方形薄板，第一金屬印刷層、介質基板、第二金屬印刷層由上至下依次設置，第一金屬印刷層印刷在介質基板的上表面上，第二金屬印刷層印刷在介質基板下表面的中部。本發(fā)明用于無線通信領域。
【專利說明】一種加載I形缺陷地結構的基片集成波導寬帶帶通濾波器

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基片集成波導寬帶帶通濾波器，具體涉及一種加載I形缺陷地結構的基片集成波導寬帶帶通濾波器，屬于無線通信領域。

【背景技術】
[0002]基片集成波導，又稱為介質集成波導(Substrate Integrated Waveguide, SIff),是近年來提出的一種新形波導結構，它是一種在介質基片上實現(xiàn)類似于金屬矩形波導傳輸特性的導波結構，由于該結構具有低輻射、低插損、小形化、易于集成等優(yōu)點，成為研究的熱點，也被廣泛應用于濾波器的設計。借助于印刷電路工藝，基于介質集成波導的濾波器的低成本批量生產稱為可能。但是，普通的基片集成波導帶通濾波器的帶寬普遍較窄，一般不到10%，無法滿足移動通信系統(tǒng)的更高要求。而且，現(xiàn)有的SIW濾波器的工作頻率普遍較高，這類濾波器的工作頻段從5GHZ左右起步，最高達到F波段(90?140GHz)，很少關注低頻段，而移動通信系統(tǒng)的工作頻段普遍較低，這就制約了其在移動通信系統(tǒng)中的發(fā)展。


【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明為解決現(xiàn)有的SIW濾波器的工作頻率普遍較高，不適用于工作頻段較低的移動通信系統(tǒng)的問題，進而提出一種加載I形缺陷地結構的基片集成波導寬帶帶通濾波器。
[0004]本發(fā)明為解決上述問題采取的技術方案是:本發(fā)明包括第一金屬印刷層、介質基板、第二金屬印刷層和兩個平衡微帶線，第一金屬印刷層、介質基板、第二金屬印刷層均為長方形薄板，第一金屬印刷層、介質基板、第二金屬印刷層由上至下依次設置，第一金屬印刷層印刷在介質基板的上表面上，第二金屬印刷層印刷在介質基板下表面的中部，兩個平衡微帶線印刷在介質基板的下表面上，且兩個平衡微帶線位于第二金屬印刷層的兩端，每個平衡微帶線的一端與第一金屬印刷層相對應一端的中部連接，每個平衡微帶線的另一端與介質基板相對應一端的中部連接，第一金屬印刷層上表面的中部設有一個第一 I形缺陷地結構組，所述第一I形缺陷地結構組的兩側分別各設有一個一個第二I形缺陷地結構組，第二金屬印刷層下表面的兩側邊緣分別各設有一排金屬化過孔，且每個金屬化過孔依次穿過第二金屬印刷層、介質基板、第一金屬印刷層。
[0005]本發(fā)明的有益效果是:仿真與實驗結果表明，本發(fā)明所設計的濾波器工作頻帶覆蓋1.8?2.6GHz，相對帶寬能達到36.4%以上，帶內插損低于2dB，帶外抑制達到了 30dB以上。本發(fā)明的通帶為1.8?2.62GHz，相對帶寬為37.1 %。根據(jù)仿真結果，制作了濾波器實物，測試結果顯示，濾波器的帶寬為1.84?2.66GHz，相對帶寬達到36.5%。該濾波器為印刷型結構，具有剖面低、重量輕、易于集成，具有帶寬較寬的特點，可以廣泛應用在第四代移動通信系統(tǒng)中。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1是本發(fā)明的主視圖，圖2是圖1的俯視圖，圖3是圖1的仰視圖，圖4是本發(fā)明的S參數(shù)仿真結果示意圖，圖5是本發(fā)明的S參數(shù)測試結果示意圖。

【具體實施方式】
[0007]【具體實施方式】一:結合圖1至圖5說明本實施方式,本實施方式所述一種加載I形缺陷地結構的基片集成波導寬帶帶通濾波器包括第一金屬印刷層1、介質基板2、第二金屬印刷層3和兩個平衡微帶線4，第一金屬印刷層1、介質基板2、第二金屬印刷層3均為長方形薄板，第一金屬印刷層1、介質基板2、第二金屬印刷層3由上至下依次設置，第一金屬印刷層I印刷在介質基板2的上表面上，第二金屬印刷層3印刷在介質基板2下表面的中部，兩個平衡微帶線4印刷在介質基板2的下表面上，且兩個平衡微帶線4位于第二金屬印刷層3的兩端，每個平衡微帶線4的一端與第一金屬印刷層3相對應一端的中部連接，每個平衡微帶線4的另一端與介質基板2相對應一端的中部連接,第一金屬印刷層I上表面的中部設有一個第一 I形缺陷地結構組，所述第一 I形缺陷地結構組的兩側分別各設有一個一個第二 I形缺陷地結構組，第二金屬印刷層3下表面的兩側邊緣分別各設有一排金屬化過孔5，且每個金屬化過孔依次穿過第二金屬印刷層3、介質基板2、第一金屬印刷層I。
[0008]本實施方式中介質基板2的兩端均與同軸接頭連接，每個平衡微帶線4也與相對應的一個同軸接頭連接。
[0009]【具體實施方式】二:結合圖1至圖3說明本實施方式，本實施方式所述一種加載I形缺陷地結構的基片集成波導寬帶帶通濾波器的每個平衡微帶線4由第一長方形段4-1、等腰梯形段4-2和第二長方形段4-3組成，第一長方形段4-1的一端與第二金屬印刷層3相對應的一端中部連接，第一長方形段4-1的另一端與等腰梯形段4-2的底邊連接，等腰梯形段4-2的頂邊與第二長方形段4-3的一端連接，第二長方形段4-3的另一端與介質基板2下表面相對應的一端中部連接。
[0010]本實施方式的技術效果是:如此設置，可以使得電流沿著具有梯形漸變形式的饋線流動，從而減小反射，提高阻抗匹配效果。其它組成及連接關系與【具體實施方式】一相同。
[0011]【具體實施方式】三:結合圖1至圖3說明本實施方式，本實施方式所述一種加載I形缺陷地結構的基片集成波導寬帶帶通濾波器的每個第一I形缺陷地結構組包括三個第一I形缺陷地結構6，每個第一 I形缺陷地結構6由第一豎槽6-1和兩個第二橫槽6-2組成，每個第二 I形缺陷地結構組包括兩個第二 I形缺陷地結構7，每個第二 I形缺陷地結構7包括第二豎槽7-1和兩個第二橫槽7-2組成。
[0012]本實施方式的技術效果是:如此設置，能夠保證加載的I形缺陷地結構的凹槽能夠在通帶內等效為并聯(lián)或者串聯(lián)的電感元件，和其他參數(shù)共同組成帶通濾波網(wǎng)絡。其它組成及連接關系與【具體實施方式】一相同。
[0013]具體還是方式四:結合圖1至圖3說明本實施方式，本實施方式所述一種加載I形缺陷地結構的基片集成波導寬帶帶通濾波器的介質基板2的長度為280_，介質基板2的寬度為62mm,介質基板2的厚度為0.5mm,介質基板2的介電常數(shù)為2.2。
[0014]本實施方式中介質基板2的損耗角正切tan δ ( 5X 10_3。損耗角正切是描述介質損耗的物理量，本實施方式所采用的介質基板的損耗角正切均低于0.005。其它組成及連接關系與【具體實施方式】一相同。
[0015]【具體實施方式】五:結合圖1至圖3說明本實施方式，本實施方式所述一種加載I形缺陷地結構的基片集成波導寬帶帶通濾波器的第一金屬印刷層I的長度為280_，第一金屬印刷層I的寬度為62mm,第一金屬印刷層I的厚度為0.018mm,第二金屬印刷層3的長度為120mm,第二金屬印刷層2的寬度為62mm,第二金屬印刷層2的厚度為0.018mm。
[0016]本實施方式的技術效果是:如此設置，可以保證加載有足夠的I形缺陷地結構并且減小金屬的重量。其它組成及連接關系與【具體實施方式】一相同。
[0017]【具體實施方式】六:結合圖1至圖3說明本實施方式，本實施方式所述一種加載I形缺陷地結構的基片集成波導寬帶帶通濾波器的每個金屬化過孔5的直徑為1.6_，相鄰兩個金屬化過孔5的中心距為2.5mm。
[0018]本實施方式的技術效果是:如此設置，可以保證基片集成波導的邊緣的金屬化過孔組能夠屏蔽電磁波并且保證一定的強度。其它組成及連接關系與【具體實施方式】一相同。
[0019]【具體實施方式】七:結合圖1至圖3說明本實施方式，本實施方式所述一種加載I形缺陷地結構的基片集成波導寬帶帶通濾波器的第一長方形段4-1的寬度為10_，等腰梯形段4-2的高為65mm,第二長方形段4-3的寬度為1mm。
[0020]本實施方式的技術效果是:如此設置，可以實現(xiàn)電流的漸變傳輸，減小反射，提高匹配程度。其它組成及連接關系與【具體實施方式】二相同。
[0021]【具體實施方式】八:結合圖1至圖3說明本實施方式，本實施方式所述一種加載I形缺陷地結構的基片集成波導寬帶帶通濾波器的每個第一豎槽6-1的槽寬為2_，每個第一豎槽6-1的槽長為23mm,每個第一橫槽6_2的槽寬為3mm,每個第一橫槽6_2的槽長為4mm,每個第二豎槽7-1的槽寬為2mm，每個第二豎槽7_2的槽長為16mm，每個第二橫槽7_2的槽寬為3mm,每個第二橫槽7-2的槽長為5mm。
[0022]本實施方式的技術效果是:如此設置，能夠保證加載的I形缺陷地結構的凹槽能夠在通帶的頻率內等效為并聯(lián)或者串聯(lián)的電感元件，這些電感元件的電感值的范圍可以通過其結構參數(shù)確定，和其他參數(shù)共同組成帶通濾波網(wǎng)絡。其它組成及連接關系與【具體實施方式】三相同。
[0023]【具體實施方式】九:結合圖1至圖3說明本實施方式，本實施方式所述一種加載I形缺陷地結構的基片集成波導寬帶帶通濾波器的相鄰兩個第二I形缺陷地結構7之間的距離J為15mm，相鄰兩個第一 I形缺陷地結構6之間的距離J為15mm。其它組成及連接關系與【具體實施方式】一相同。
[0024]工作原理
[0025]本發(fā)明加載I形缺陷地結構的基片集成波導(SIW)寬帶帶通濾波器的寬帶帶通特性主要是通過在SIW上加載I形缺陷地結構，即異形槽縫結構來實現(xiàn)，SIff與傳統(tǒng)介質填充矩形波導相似，具有高通特性；而I形缺陷地結構具有低通特性，因此，兩者的結合將會產生帶通特性。
【權利要求】
1.一種加載I形缺陷地結構的基片集成波導寬帶帶通濾波器，其特征在于:所述一種加載I形缺陷地結構的基片集成波導寬帶帶通濾波器包括第一金屬印刷層(I)、介質基板(2)、第二金屬印刷層(3)和兩個平衡微帶線(4)，第一金屬印刷層(I)、介質基板(2)、第二金屬印刷層(3)均為長方形薄板，第一金屬印刷層(I)、介質基板(2)、第二金屬印刷層(3)由上至下依次設置，第一金屬印刷層(I)印刷在介質基板(2)的上表面上，第二金屬印刷層(3)印刷在介質基板(2)下表面的中部，兩個平衡微帶線(4)印刷在介質基板(2)的下表面上，且兩個平衡微帶線(4)位于第二金屬印刷層(3)的兩端，每個平衡微帶線(4)的一端與第一金屬印刷層(3)相對應一端的中部連接，每個平衡微帶線(4)的另一端與介質基板(2)相對應一端的中部連接，第一金屬印刷層(I)上表面的中部設有一個第一 I形缺陷地結構組，所述第一I形缺陷地結構組的兩側分別各設有一個一個第二I形缺陷地結構組，第二金屬印刷層(3)下表面的兩側邊緣分別各設有一排金屬化過孔(5)，且每個金屬化過孔依次穿過第二金屬印刷層(3)、介質基板(2)、第一金屬印刷層(I)。
2.根據(jù)權利要求1所述一種加載I形缺陷地結構的基片集成波導寬帶帶通濾波器，其特征在于:每個平衡微帶線(4)由第一長方形段(4-1)、等腰梯形段(4-2)和第二長方形段(4-3)組成，第一長方形段(4-1)的一端與第二金屬印刷層(3)相對應的一端中部連接，第一長方形段(4-1)的另一端與等腰梯形段(4-2)的底邊連接，等腰梯形段(4-2)的頂邊與第二長方形段(4-3)的一端連接，第二長方形段(4-3)的另一端與介質基板(2)下表面相對應的一端中部連接。
3.根據(jù)權利要求1所述一種加載I形缺陷地結構的基片集成波導寬帶帶通濾波器，其特征在于:每個第一 I形缺陷地結構組包括三個第一 I形缺陷地結構(6)，每個第一 I形缺陷地結構(6)由第一豎槽(6-1)和兩個第二橫槽(6-2)組成，每個第二 I形缺陷地結構組包括兩個第二 I形缺陷地結構(7)，每個第二 I形缺陷地結構(7)包括第二豎槽(7-1)和兩個第二橫槽(7-2)組成。
4.根據(jù)權利要求1所述一種加載I形缺陷地結構的基片集成波導寬帶帶通濾波器，其特征在于:介質基板(2)的長度為280mm,介質基板(2)的寬度為62mm,介質基板(2)的厚度為0.5mm,介質基板(2)的介電常數(shù)為2.2。
5.根據(jù)權利要求1所述一種加載I形缺陷地結構的基片集成波導寬帶帶通濾波器，其特征在于:第一金屬印刷層(I)的長度為280mm,第一金屬印刷層(I)的寬度為62mm,第一金屬印刷層(I)的厚度為0.018mm,第二金屬印刷層(2)的長度為120mm,第二金屬印刷層(2)的寬度為62mm，第二金屬印刷層⑵的厚度為0.018mm。
6.根據(jù)權利要求1所述一種加載I形缺陷地結構的基片集成波導寬帶帶通濾波器，其特征在于:每個金屬化過孔(5)的直徑為1.6_，相鄰兩個金屬化過孔(5)的中心距為2.5mmο
7.根據(jù)權利要求2所述一種加載I形缺陷地結構的基片集成波導寬帶帶通濾波器，其特征在于:第一長方形段(4-1)的寬度為10mm，等腰梯形段(4_2)的高為65mm，第二長方形段(4_3)的寬度為1.75臟。
8.根據(jù)權利要求3所述一種加載I形缺陷地結構的基片集成波導寬帶帶通濾波器，其特征在于:每個第一豎槽(6-1)的槽寬為2mm，每個第一豎槽(6_1)的槽長為23mm，每個第一橫槽(6-2)的槽寬為3mm,每個第一橫槽(6_2)的槽長為4mm,每個第二豎槽(7_1)的槽寬為2mm，每個第二豎槽(7-2)的槽長為16mm，每個第二橫槽(7_2)的槽寬為3mm，每個第二橫槽(7-2)的槽長為5mm。
【文檔編號】H01P1/203GK104134838SQ201410379923
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年8月4日 優(yōu)先權日:2014年8月4日
【發(fā)明者】林澍, 羅曉, 趙志華, 劉冠君, 王立娜, 耿姝 申請人:哈爾濱工業(yè)大學