一種加載c形缺陷地結(jié)構(gòu)的基片集成波導(dǎo)寬帶帶通濾波器的制造方法
【專利摘要】一種加載C形缺陷地結(jié)構(gòu)的基片集成波導(dǎo)寬帶帶通濾波器，它涉及一種基片集成波導(dǎo)寬帶帶通濾波器，具體涉及一種加載C形缺陷地結(jié)構(gòu)的基片集成波導(dǎo)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(dòng)通信系統(tǒng)的問題。本發(fā)明包括介質(zhì)基板、第一金屬印刷層、第二金屬印刷層和兩個(gè)平衡微帶線，介質(zhì)基板是水平設(shè)置的長方形板體，第一金屬印刷層印刷在介質(zhì)基板的正面，第二金屬印刷層印刷在介質(zhì)基板背面的中部，第一金屬印刷層的中部由左至右依次設(shè)有兩個(gè)第一C形缺陷地結(jié)構(gòu)、三個(gè)第二C形缺陷地結(jié)構(gòu)、兩個(gè)第三C形缺陷地結(jié)構(gòu)。本發(fā)明用于無線通信領(lǐng)域。
【專利說明】一種加載C形缺陷地結(jié)構(gòu)的基片集成波導(dǎo)寬帶帶通濾波器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種基片集成波導(dǎo)寬帶帶通濾波器，具體涉及一種加載C形缺陷地結(jié) 構(gòu)的基片集成波導(dǎo)寬帶帶通濾波器，屬于無線通信領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002] 基片集成波導(dǎo)，又稱為介質(zhì)集成波導(dǎo)（Substrate Integrated Waveguide, SIW), 是近年來提出的一種新形波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，它是一種在介質(zhì)基片上實(shí)現(xiàn)類似于金屬矩形波導(dǎo)傳輸 特性的導(dǎo)波結(jié)構(gòu)，由于該結(jié)構(gòu)具有低輻射、低插損、小形化、易于集成等優(yōu)點(diǎn)，成為研究的熱 點(diǎn)，也被廣泛應(yīng)用于濾波器的設(shè)計(jì)。借助于印刷電路工藝，基于介質(zhì)集成波導(dǎo)的濾波器的低 成本批量生產(chǎn)稱為可能。但是，普通的基片集成波導(dǎo)帶通濾波器的帶寬普遍較窄，一般不到 10%，無法滿足移動(dòng)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(dá)到F波段（90?140GHz)，很少關(guān)注低頻 段，而移動(dòng)通信系統(tǒng)的工作頻段普遍較低，這就制約了其在移動(dòng)通信系統(tǒng)中的發(fā)展。


【發(fā)明內(nèi)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(dòng)通信系統(tǒng)的問題，進(jìn)而提出一種加載C形缺陷地結(jié)構(gòu)的基片集成波導(dǎo)寬帶帶通濾波 器。
[0004] 本發(fā)明為解決上述問題采取的技術(shù)方案是：本發(fā)明包括介質(zhì)基板、第一金屬印刷 層、第二金屬印刷層和兩個(gè)平衡微帶線，介質(zhì)基板是水平設(shè)置的長方形板體，第一金屬印刷 層印刷在介質(zhì)基板的正面，第二金屬印刷層印刷在介質(zhì)基板背面的中部，第二金屬印刷層 為長方形板體，第二金屬印刷層表面的兩側(cè)邊緣設(shè)有金屬化過孔組，每個(gè)所述金屬化過孔 組由多個(gè)沿第二金屬印刷層長度方向呈一字形設(shè)置金屬化過孔組成，且每個(gè)金屬化過孔依 次穿過第二金屬印刷層、介質(zhì)基板、第一金屬印刷層，兩個(gè)平衡微帶線印刷在介質(zhì)基板背面 的兩端，且每個(gè)平衡微帶線的一端與第二金屬印刷層相對(duì)應(yīng)的一端中部連接，每個(gè)平衡微 帶線的另一端與介質(zhì)基板背面相對(duì)應(yīng)的一端邊緣連接，第一金屬印刷層的中部由左至右依 次設(shè)有兩個(gè)第一 C形缺陷地結(jié)構(gòu)、三個(gè)第二C形缺陷地結(jié)構(gòu)、兩個(gè)第三C形缺陷地結(jié)構(gòu)，且 每個(gè)第一 C形缺陷地結(jié)構(gòu)的開口處均朝向右，每個(gè)第二C形缺陷地結(jié)構(gòu)的開口處均朝向右， 每個(gè)第三C形缺陷地結(jié)構(gòu)的開口處均朝向右，介質(zhì)板的兩端設(shè)有同軸接頭。
[0005] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的通帶為1. 79?2. 70GHz，相對(duì)帶寬為40. 5%。根 據(jù)仿真結(jié)果，制作了濾波器實(shí)物，測(cè)試結(jié)果顯示，濾波器的帶寬為1. 83?2. 76GHz，相對(duì)帶 寬達(dá)到40. 5%。本發(fā)明工作頻帶覆蓋1. 8?2. 7GHz，相對(duì)帶寬能達(dá)到40%以上，帶內(nèi)插損 低于2dB，帶外抑制達(dá)到了 30dB以上。該濾波器為印刷型結(jié)構(gòu)，具有剖面低、重量輕、易于集 成，具有帶寬較寬的特點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用在第四代移動(dòng)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(jié)果示意圖。

【具體實(shí)施方式】

【具體實(shí)施方式】 [0007] 一：結(jié)合圖1至圖4說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述一種加載C形 缺陷地結(jié)構(gòu)的基片集成波導(dǎo)寬帶帶通濾波器包括介質(zhì)基板1、第一金屬印刷層2、第二金屬 印刷層3和兩個(gè)平衡微帶線4,介質(zhì)基板1是水平設(shè)置的長方形板體，第一金屬印刷層2印 刷在介質(zhì)基板1的正面，第二金屬印刷層3印刷在介質(zhì)基板1背面的中部，第二金屬印刷層 3為長方形板體，第二金屬印刷層3表面的兩側(cè)邊緣設(shè)有金屬化過孔組，每個(gè)所述金屬化過 孔組由多個(gè)沿第二金屬印刷層3長度方向呈一字形設(shè)置金屬化過孔5組成，且每個(gè)金屬化 過孔5依次穿過第二金屬印刷層3、介質(zhì)基板1、第一金屬印刷層2,兩個(gè)平衡微帶線4印刷 在介質(zhì)基板1背面的兩端，且每個(gè)平衡微帶線4的一端與第二金屬印刷層3相對(duì)應(yīng)的一端 中部連接，每個(gè)平衡微帶線4的另一端與介質(zhì)基板1背面相對(duì)應(yīng)的一端邊緣連接，第一金屬 印刷層2的中部由左至右依次設(shè)有兩個(gè)第一 C形缺陷地結(jié)構(gòu)6、三個(gè)第二C形缺陷地結(jié)構(gòu) 7、兩個(gè)第三C形缺陷地結(jié)構(gòu)8,且每個(gè)第一 C形缺陷地結(jié)構(gòu)6的開口處均朝向右，每個(gè)第二 C形缺陷地結(jié)構(gòu)7的開口處均朝向右，每個(gè)第三C形缺陷地結(jié)構(gòu)8的開口處均朝向右，介質(zhì) 板1的兩端設(shè)有同軸接頭。

【具體實(shí)施方式】 [0008] 二：結(jié)合圖1至圖4說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述一種加載C形 缺陷地結(jié)構(gòu)的基片集成波導(dǎo)寬帶帶通濾波器的每個(gè)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(duì)應(yīng)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(zhì)基板1 背面相對(duì)應(yīng)的一端邊緣連接。
[0009] 本實(shí)施方式的技術(shù)效果是：如此設(shè)置，可以使得電流沿著具有梯形漸變形式的饋 線流動(dòng)，從而減小反射，提高阻抗匹配效果。其它組成及連接關(guān)系與【具體實(shí)施方式】一相同。 [0010]

【具體實(shí)施方式】三：結(jié)合圖1至圖4說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述一種加載C形 缺陷地結(jié)構(gòu)的基片集成波導(dǎo)寬帶帶通濾波器的介質(zhì)基板1的長度L1為280_，介質(zhì)基板1 的寬度W1為62mm，介質(zhì)基板1的厚度為0. 5mm，介質(zhì)基板1的相對(duì)介電常數(shù)為2. 2。
[0011] 本實(shí)施方式的技術(shù)效果是：如此設(shè)置，L1的設(shè)置能夠保證有足夠的加載的C形缺 陷地結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)帶寬的展寬；W1的設(shè)置能夠保證濾波器的通頻帶是移動(dòng)通信的頻帶； 而較小厚度的選擇則是為了盡量減小介質(zhì)損耗。其它組成及連接關(guān)系與【具體實(shí)施方式】一相 同。

【具體實(shí)施方式】 [0012] 四：結(jié)合圖1至圖4說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述一種加載C形 缺陷地結(jié)構(gòu)的基片集成波導(dǎo)寬帶帶通濾波器的第一金屬印刷層2的長度為280_，第一金 屬印刷層2的寬度為62mm，第一金屬印刷層2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3的寬度為62mm，第二金屬印刷層3的厚度為0. 018mm。
[0013] 本實(shí)施方式的技術(shù)效果是：如此設(shè)置，可以保證加載有足夠的C形缺陷地結(jié)構(gòu)并 且減小金屬的重量。其它組成及連接關(guān)系與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0014]

【具體實(shí)施方式】五：結(jié)合圖1至圖4說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述一種加載C形 缺陷地結(jié)構(gòu)的基片集成波導(dǎo)寬帶帶通濾波器的每個(gè)金屬化過孔5的直徑為1.6_，相鄰兩 個(gè)金屬化過孔5的中心距為2. 5mm。
[0015] 本實(shí)施方式的技術(shù)效果是：如此設(shè)置，可以保證基片集成波導(dǎo)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(qiáng)度。其它組成及連接關(guān)系與【具體實(shí)施方式】一相同。

【具體實(shí)施方式】 [0016] 六：結(jié)合圖1至圖4說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述一種加載C形 缺陷地結(jié)構(gòu)的基片集成波導(dǎo)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L2為65mm，第二長方形段4-3的寬度為1. 75mm。
[0017] 本實(shí)施方式的技術(shù)效果是：如此設(shè)置，可以實(shí)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(guān)系與【具體實(shí)施方式】二相同。

【具體實(shí)施方式】 [0018] 七：結(jié)合圖1至圖4說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述一種加載C形 缺陷地結(jié)構(gòu)的基片集成波導(dǎo)寬帶帶通濾波器的第一 C形缺陷地結(jié)構(gòu)6與第三C形缺陷地結(jié) 構(gòu)8結(jié)構(gòu)相同，每個(gè)第一 C形缺陷地結(jié)構(gòu)6由第一上水平凹槽6-1、第一堅(jiān)直凹槽6-2和第 一下水平凹槽6-3組成，每個(gè)第二C形缺陷地結(jié)構(gòu)7由第二上水平凹槽7-1、第二堅(jiān)直凹槽 7-2和第二下水平凹槽7-3組成。
[0019] 本實(shí)施方式的技術(shù)效果是：如此設(shè)置，能夠保證加載的C形缺陷地結(jié)構(gòu)的凹槽能 夠在通帶內(nèi)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(luò)。其它組 成及連接關(guān)系與【具體實(shí)施方式】一相同。

【具體實(shí)施方式】 [0020] 八：結(jié)合圖1至圖4說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述一種加載C形 缺陷地結(jié)構(gòu)的基片集成波導(dǎo)寬帶帶通濾波器的第一上水平凹槽6-1和第一下水平凹槽6-3 的長度L3為10mm，第一上水平凹槽6-1和第一下水平凹槽6-3的寬度C1為2mm，第一堅(jiān)直 凹槽6-2的長度L4為17臟，第一堅(jiān)直凹槽6-2的寬度W2為2臟，第二上水平凹槽7-1和第 二下水平凹槽7-3的長度L5為3mm，第二上水平凹槽7-1和第二下水平凹槽7-3的寬度C2 為2mm，第二堅(jiān)直凹槽7-2的長度L6為25mm，第二堅(jiān)直凹槽7-2的寬度W3為3mm。
[0021] 本實(shí)施方式的技術(shù)效果是：如此設(shè)置，能夠保證加載的C形缺陷地結(jié)構(gòu)的凹槽能 夠在通帶的頻率內(nèi)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(jié)構(gòu)參數(shù)確定，和其他參數(shù)共同組成帶通濾波網(wǎng)絡(luò)。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施 方式七相同。

【具體實(shí)施方式】 [0022] 九：結(jié)合圖1至圖3說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述種加載C形缺 陷地結(jié)構(gòu)的基片集成波導(dǎo)寬帶帶通濾波器的相鄰兩個(gè)第一 C形缺陷地結(jié)構(gòu)6之間的距離J 為15_，相鄰兩個(gè)第二C形缺陷地結(jié)構(gòu)7之間的距離J為15_。其它組成及連接關(guān)系與具 體實(shí)施方式一相同。
[0023] 工作原理
[0024] 本發(fā)明加載C形缺陷地結(jié)構(gòu)的基片集成波導(dǎo)（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C型缺陷地結(jié)構(gòu)，即異形槽縫結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，SIW與傳統(tǒng)介質(zhì)填充 矩形波導(dǎo)相似，具有高通特性；而C型缺陷地結(jié)構(gòu)具有低通特性，因此，兩者的結(jié)合將會(huì)產(chǎn) 生帶通特性。
【權(quán)利要求】
1. 一種加載C形缺陷地結(jié)構(gòu)的基片集成波導(dǎo)寬帶帶通濾波器，其特征在于：所述一種 加載C形缺陷地結(jié)構(gòu)的基片集成波導(dǎo)寬帶帶通濾波器包括介質(zhì)基板（1)、第一金屬印刷層 (2)、第二金屬印刷層（3)和兩個(gè)平衡微帶線（4)，介質(zhì)基板（1)是水平設(shè)置的長方形板體， 第一金屬印刷層（2)印刷在介質(zhì)基板（1)的正面，第二金屬印刷層（3)印刷在介質(zhì)基板（1) 背面的中部，第二金屬印刷層（3)為長方形板體，第二金屬印刷層（3)表面的兩側(cè)邊緣設(shè) 有金屬化過孔組，每個(gè)所述金屬化過孔組由多個(gè)沿第二金屬印刷層（3)長度方向呈一字形 設(shè)置金屬化過孔（5)組成，且每個(gè)金屬化過孔（5)依次穿過第二金屬印刷層（3)、介質(zhì)基板 (1)、第一金屬印刷層（2)，兩個(gè)平衡微帶線（4)印刷在介質(zhì)基板（1)背面的兩端，且每個(gè)平 衡微帶線（4)的一端與第二金屬印刷層（3)相對(duì)應(yīng)的一端中部連接，每個(gè)平衡微帶線（4) 的另一端與介質(zhì)基板（1)背面相對(duì)應(yīng)的一端邊緣連接，第一金屬印刷層（2)的中部由左至 右依次設(shè)有兩個(gè)第一 C形缺陷地結(jié)構(gòu)（6)、三個(gè)第二C形缺陷地結(jié)構(gòu)（7)、兩個(gè)第三C形缺 陷地結(jié)構(gòu)（8)，且每個(gè)第一 C形缺陷地結(jié)構(gòu)（6)的開口處均朝向右，每個(gè)第二C形缺陷地結(jié) 構(gòu)⑵的開口處均朝向右，每個(gè)第三C形缺陷地結(jié)構(gòu)⑶的開口處均朝向右，介質(zhì)板⑴的 兩端設(shè)有同軸接頭。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種加載C形缺陷地結(jié)構(gòu)的基片集成波導(dǎo)寬帶帶通濾波器，其 特征在于：每個(gè)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(duì)應(yīng)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(zhì)基板（1)背面相對(duì) 應(yīng)的一端邊緣連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種加載C形缺陷地結(jié)構(gòu)的基片集成波導(dǎo)寬帶帶通濾波器，其 特征在于：介質(zhì)基板⑴的長度（L1)為280mm，介質(zhì)基板⑴的寬度（W1)為62mm，介質(zhì)基 板（1)的厚度為〇. 5mm，介質(zhì)基板（1)的相對(duì)介電常數(shù)為2. 2。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種加載C形缺陷地結(jié)構(gòu)的基片集成波導(dǎo)寬帶帶通濾波器，其 特征在于：第一金屬印刷層（2)的長度為280mm，第一金屬印刷層（2)的寬度為62mm，第一 金屬印刷層（2)的厚度為0.018mm，第二金屬印刷層（3)的長度為120 mm,第二金屬印刷層 ⑶的寬度為62mm，第二金屬印刷層⑶的厚度為0· 018mm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種加載C形缺陷地結(jié)構(gòu)的基片集成波導(dǎo)寬帶帶通濾波器， 其特征在于：每個(gè)金屬化過孔（5)的直徑為1.6_，相鄰兩個(gè)金屬化過孔（5)的中心距為 2. 5mm〇
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述一種加載C形缺陷地結(jié)構(gòu)的基片集成波導(dǎo)寬帶帶通濾波器，其 特征在于：第一長方形段（4-1)的寬度為10_，等腰梯形段（4-2)的高（L2)為65_，第二 長方形段（4-3)的寬度為1. 75_。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種加載C形缺陷地結(jié)構(gòu)的基片集成波導(dǎo)寬帶帶通濾波器，其 特征在于：第一 C形缺陷地結(jié)構(gòu)（6)與第三C形缺陷地結(jié)構(gòu)（8)結(jié)構(gòu)相同，每個(gè)第一 C形缺 陷地結(jié)構(gòu)（6)由第一上水平凹槽（6-1)、第一堅(jiān)直凹槽（6-2)和第一下水平凹槽（6-3)組 成，每個(gè)第二C形缺陷地結(jié)構(gòu)（7)由第二上水平凹槽（7-1)、第二堅(jiān)直凹槽（7-2)和第二下 水平凹槽（7-3)組成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述一種加載C形缺陷地結(jié)構(gòu)的基片集成波導(dǎo)寬帶帶通濾波器，其 特征在于：第一上水平凹槽（6-1)和第一下水平凹槽（6-3)的長度（L3)為10mm，第一上 水平凹槽（6-1)和第一下水平凹槽（6-3)的寬度（C1)為2mm，第一堅(jiān)直凹槽（6-2)的長度 (L4)為17mm，第一堅(jiān)直凹槽（6-2)的寬度（W2)為2mm，第二上水平凹槽（7-1)和第二下水 平凹槽（7-3)的長度（L5)為3mm，第二上水平凹槽（7-1)和第二下水平凹槽（7-3)的寬度 (C2)為2mm，第二堅(jiān)直凹槽（7-2)的長度（L6)為25mm，第二堅(jiān)直凹槽（7-2)的寬度（W3)為 3mm η
【文檔編號(hào)】H01P1/203GK104124498SQ201410379960
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年8月4日 優(yōu)先權(quán)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(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)