本發(fā)明涉及微波技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于基片集成波導(dǎo)的寬帶濾波器。

背景技術(shù)：

自從基片集成波導(dǎo)的概念提出以來，就受到了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注?；刹▽?dǎo)由上下金屬面、金屬間的介質(zhì)板以及兩側(cè)連接金屬板的金屬化過孔組成，這種平面結(jié)構(gòu)，可以通過PCB工藝來實(shí)現(xiàn)。與具有類似工藝的微帶結(jié)構(gòu)相比，基片集成波導(dǎo)繼承了傳統(tǒng)介質(zhì)填充矩形波導(dǎo)的大部分優(yōu)點(diǎn)，如插入損耗低、輻射小等，同時(shí)還兼?zhèn)淞宋ЫY(jié)構(gòu)的很多優(yōu)點(diǎn)，如剖面低、易于加工、易于集成等。基片集成波導(dǎo)的這些優(yōu)點(diǎn)使其被應(yīng)用到很多微波器件的設(shè)計(jì)中。

國內(nèi)外現(xiàn)有的基于基片集成波導(dǎo)的寬帶濾波器結(jié)構(gòu)，多采用多個(gè)腔耦合的方式實(shí)現(xiàn)，體積較大、成本高，此外還存在損耗高、集成度低、功率容量小的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種低損耗、低輻射、高功率容量的基于基片集成波導(dǎo)的寬帶濾波器。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種基于基片集成波導(dǎo)的寬帶濾波器，包括介質(zhì)基片、介質(zhì)基片的下金屬層、介質(zhì)基片的上金屬層，在介質(zhì)基片上設(shè)置多個(gè)圓形的金屬化通孔，通孔排列分布為矩形構(gòu)成諧振腔；上金屬層左、右兩側(cè)分別蝕刻用于給所述諧振腔饋電的共地共面的第一波導(dǎo)傳輸線和第二波導(dǎo)傳輸線，第一波導(dǎo)傳輸線、第二波導(dǎo)傳輸線的中間金屬條帶分別向外側(cè)即分別向左、右兩側(cè)延伸成為第一輸入饋電微帶線和第一輸入饋電微帶線。

進(jìn)一步地，所述第一輸入饋電微帶線和第一輸入饋電微帶線設(shè)置于諧振腔的中心向下偏移的位置，且第一輸入饋電微帶線和第一輸入饋電微帶線左右對稱。

進(jìn)一步地，所述諧振腔的腔體中心設(shè)置中心通孔，中心通孔的直徑小于通孔；中心通孔的左、右兩側(cè)分別設(shè)置第一左通孔、第一右通孔，中心通孔的上、下兩側(cè)分別設(shè)置上通孔、下通孔，其中上通孔、下通孔關(guān)于中心通孔中心對稱，第一左通孔、第一右通孔關(guān)于中心通孔左右對稱且偏離中心向下偏移。

進(jìn)一步地，所述第一左通孔、第一右通孔的外側(cè)分別設(shè)置蝕刻于上金屬層上的左縫隙、右縫隙，左縫隙、右縫隙相互平行且關(guān)于中心通孔呈中心對稱分布。

進(jìn)一步地，所述第一波導(dǎo)傳輸線與該側(cè)的通孔之間設(shè)置第二左通孔，第二波導(dǎo)傳輸線與該側(cè)的通孔之間設(shè)置第二右通孔，第二左通孔、第二右通孔關(guān)于中心通孔左右對稱，且偏離中心向上偏移。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)為：(1)以打有矩形金屬化通孔的介質(zhì)板為一個(gè)腔體，在腔體內(nèi)部特定位置設(shè)置通孔，同時(shí)在上層的金屬板上蝕刻縫隙，從而達(dá)到改變單個(gè)腔體內(nèi)部不同模式場強(qiáng)的工作頻率，形成一個(gè)完整的通帶，縮減了體積，節(jié)省了成本；(2)得益于該設(shè)計(jì)中所采用的結(jié)構(gòu)，在以基片集成波導(dǎo)技術(shù)形成的單個(gè)腔體內(nèi)部進(jìn)行調(diào)整，從而使得這種寬帶濾波器具有低損耗、低輻射、高功率容量、高集成度的特點(diǎn)，十分適合用于高集成度、低損耗的的通信前端。

附圖說明

圖1是本發(fā)明基于基片集成波導(dǎo)的寬帶濾波器的頂部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明基于基片集成波導(dǎo)的寬帶濾波器的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例中由第一輸入饋電微帶線作為輸入時(shí)的回波損耗和傳輸損耗仿真結(jié)果圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

結(jié)合圖1～2，本發(fā)明基于基片集成波導(dǎo)的寬帶濾波器，包括介質(zhì)基片1、介質(zhì)基片1的下金屬層2、介質(zhì)基片1的上金屬層3，在介質(zhì)基片1上設(shè)置多個(gè)圓形的金屬化通孔6，通孔6排列分布為矩形構(gòu)成諧振腔；上金屬層3左、右兩側(cè)分別蝕刻用于給所述諧振腔饋電的共地共面的第一波導(dǎo)傳輸線9和第二波導(dǎo)傳輸線10，第一波導(dǎo)傳輸線9、第二波導(dǎo)傳輸線10的中間金屬條帶分別向外側(cè)即分別向左、右兩側(cè)延伸成為第一輸入饋電微帶線4和第一輸入饋電微帶線5。

進(jìn)一步地，所述第一輸入饋電微帶線4和第一輸入饋電微帶線5設(shè)置于諧振腔的中心向下偏移的位置，從而能夠比位于中心位置的結(jié)構(gòu)多形成一種模式的場，且第一輸入饋電微帶線4和第一輸入饋電微帶線5左右對稱。

進(jìn)一步地，所述諧振腔的腔體中心設(shè)置中心通孔7，中心通孔7的直徑小于通孔6；中心通孔7的左、右兩側(cè)分別設(shè)置第一左通孔17、第一右通孔16，中心通孔7的上、下兩側(cè)分別設(shè)置上通孔14、下通孔15，其中上通孔14、下通孔15關(guān)于中心通孔7中心對稱，用于提高TE₁₀₁模式和TE₂₀₁模式的工作頻率，其中影響較大的為TE₁₀₁模式；第一左通孔17、第一右通孔16關(guān)于中心通孔7左右對稱且偏離中心向下偏移，用于提高TE₁₀₁模式和TE₁₀₂模式的工作頻率，其中影響較大的為TE₁₀₁模式。

進(jìn)一步地，所述第一左通孔17、第一右通孔16的外側(cè)分別設(shè)置蝕刻于上金屬層3上的左縫隙8、右縫隙11，左縫隙8、右縫隙11相互平行且關(guān)于中心通孔7呈中心對稱分布，可以拉近不同模式的工作頻率。

進(jìn)一步地，所述第一波導(dǎo)傳輸線9與該側(cè)的通孔6之間設(shè)置第二左通孔13，第二波導(dǎo)傳輸線10與該側(cè)的通孔6之間設(shè)置第二右通孔12，第二左通孔13、第二右通孔12關(guān)于中心通孔7左右對稱，且偏離中心向上偏移，主要用于提高TE₁₀₁模式的工作頻率。

為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明具體實(shí)施方案。

實(shí)施例1

結(jié)合圖1～2，本發(fā)明的寬帶濾波器結(jié)構(gòu)，包括一層介質(zhì)基片1，厚度為0.508mm，材料為Rogers 5880。在介質(zhì)基片1上設(shè)置有排列成矩形的金屬化通孔6，通孔6的直徑為0.4mm。諧振腔的長度為22.4mm，寬度為20mm。上金屬層3上蝕刻有用于給諧振腔饋電的共地共面的第一波導(dǎo)傳輸線9、第二波導(dǎo)傳輸線10，第一波導(dǎo)傳輸線9、第二波導(dǎo)傳輸線10的中間金屬條帶寬度為1.55mm，兩側(cè)的縫隙寬度為0.4mm，長度為2mm。

第一輸入饋電微帶線4和第一輸入饋電微帶線5位于偏離中心2mm處，長度8mm，從腔體邊上向里延伸3mm。中心通孔7、第二右通孔12、第二左通孔13、上通孔14、下通孔15、第一右通孔16、第一左通孔17的直徑均為0.3mm，比通孔6的直徑略小。

中心通孔7的上下兩個(gè)通孔即上通孔14、下通孔15離中心通孔7有1mm的距離，第一左通孔17、第一右通孔16離中心通孔7有2.58mm，同時(shí)向下偏移1.6mm。左縫隙8、右縫隙11離中心通孔7有3.4mm的距離，長度為5.31mm，寬度1.1mm。第二左通孔13、第二右通孔12距離中心通孔8mm，同時(shí)向上偏移0.5mm。

圖3為濾波器在由第一輸入饋電微帶線4作為輸入(對應(yīng)S11)和第一輸入饋電微帶線5作為輸入(對應(yīng)S21)時(shí)的傳輸損耗和回波損耗性能的仿真結(jié)果，表明該濾波器中心頻率為10.8GHz，-3dB帶寬從9.8GHz到11.8GHz。綜上，本發(fā)明具有低損耗、低輻射、高功率容量的特點(diǎn)，同時(shí)因采用單個(gè)腔體，縮減了體積、節(jié)省了成本。