本發(fā)明屬于微波無(wú)源電路設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多層介質(zhì)板帶狀線雙頻濾波器的設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)：

隨著通信設(shè)備日益小型化的需求，在各種器件的指標(biāo)得到保證的情況下，對(duì)各種器件體積的要求和模塊的電磁兼容性要求越來(lái)越高。特別是未來(lái)機(jī)載雷達(dá)要求在高頻甚至毫米波頻段實(shí)現(xiàn)微波多頻發(fā)射和接收電路的一體化設(shè)計(jì)，會(huì)越來(lái)越多地使用到多層介質(zhì)板技術(shù)，而在該技術(shù)前提下解決電路小型化最核心的問(wèn)題在于實(shí)現(xiàn)無(wú)源電路的小型化集成設(shè)計(jì)，而雙頻濾波器技術(shù)是實(shí)現(xiàn)微波多頻發(fā)射和接收最關(guān)鍵的無(wú)源電路，其指標(biāo)和小型化程度都決定了整個(gè)電路產(chǎn)品的性能和尺寸。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種多層介質(zhì)板帶狀線雙頻濾波器的設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)微波有源無(wú)源電路一體化設(shè)計(jì)，從而有效減小電路模塊的體積。

本發(fā)明的目的通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種多層介質(zhì)板帶狀線雙頻濾波器的設(shè)計(jì)方法，包括如下步驟，

步驟一：根據(jù)項(xiàng)目所需確定帶狀線雙頻濾波器的兩個(gè)濾波器的級(jí)數(shù)和類型；

步驟二：根據(jù)該兩個(gè)濾波器的級(jí)數(shù)和類型得到該兩個(gè)濾波器的耦合矩陣；

步驟三：根據(jù)多層介質(zhì)板板層結(jié)構(gòu)構(gòu)建電磁場(chǎng)仿真環(huán)境并在該環(huán)境中根據(jù)步驟二中獲得的耦合矩陣建立兩個(gè)所述濾波器的各自濾波器模型；

步驟四：對(duì)該兩個(gè)濾波器模型進(jìn)行電磁場(chǎng)仿真；

步驟五：根據(jù)步驟四中每個(gè)濾波器模型電磁場(chǎng)仿真后獲得的數(shù)據(jù)構(gòu)建項(xiàng)目所需的雙頻濾波器連接結(jié)構(gòu)；

步驟六：該項(xiàng)目所需的雙頻濾波器連接結(jié)構(gòu)以及該兩個(gè)濾波器構(gòu)成項(xiàng)目所需的帶狀線雙頻濾波器，并將該帶狀線雙頻濾波器進(jìn)行整體電磁場(chǎng)仿真驗(yàn)證。

優(yōu)選地是，所述多層介質(zhì)板板層結(jié)構(gòu)包括從上到下依次層疊的第一金屬層、第一介質(zhì)板層、第二介質(zhì)板層、第三金屬層，其中，該第一介質(zhì)板層與該第二介質(zhì)板層之間粘接有第一介質(zhì)板粘合材料層，并且在該第二介質(zhì)板層靠近第一介質(zhì)板粘合材料層一側(cè)布置有第二金屬層。

優(yōu)選地是，所述第二金屬層為蝕刻有兩個(gè)所述濾波器以及該兩個(gè)濾波器之間起連接作用的所述雙頻濾波器連接結(jié)構(gòu)的圖形。

優(yōu)選地是，所述雙頻濾波器連接結(jié)構(gòu)為兩處。

優(yōu)選地是，所述第一金屬層厚度為0.02mm，第一介質(zhì)層板層厚度為0.508mm，第一質(zhì)板粘合材料層厚度為0.1mm，第二金屬層厚度約為0.02mm，第二介質(zhì)板層厚度為0.508mm，第三金屬層厚度約為0.02mm。

本發(fā)明所提供的一種多層介質(zhì)板帶狀線雙頻濾波器的設(shè)計(jì)方法的有益效果在于，不借助于結(jié)構(gòu)件，借助于多層介質(zhì)板技術(shù)，在多層介質(zhì)板內(nèi)部實(shí)現(xiàn)微波雙頻濾波器設(shè)計(jì)；易于大規(guī)模批次生產(chǎn)；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕；可廣泛應(yīng)用于微波無(wú)源電路設(shè)計(jì)中，例如通信、雷達(dá)、電子戰(zhàn)等。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明多層介質(zhì)板帶狀線雙頻濾波器的設(shè)計(jì)方法中帶狀線雙頻濾波器的多層介質(zhì)板板層結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1所示的多層介質(zhì)板板層結(jié)構(gòu)中的第一金屬層示意圖；

圖3為圖1所示的多層介質(zhì)板板層結(jié)構(gòu)中的第二金屬層上的蝕刻圖形示意圖；

圖4為本發(fā)明多層介質(zhì)板帶狀線雙頻濾波器的設(shè)計(jì)方法中帶狀線雙頻濾波器通道濾波器的s參數(shù)仿真圖；

圖5為本發(fā)明多層介質(zhì)板帶狀線雙頻濾波器的設(shè)計(jì)方法中帶狀線雙頻濾波器通道濾波器耦合矩陣。

附圖標(biāo)記：

1-第一金屬層、2-第一介質(zhì)板層、3-第一質(zhì)板粘合材料層、4-第二金屬層、5-第二介質(zhì)板層、6-第三金屬層、7-濾波器a、8-濾波器b、9-雙頻濾波器連接結(jié)構(gòu)a、10-雙頻濾波器連接結(jié)構(gòu)b。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行更加詳細(xì)的描述。在附圖中，自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的多層介質(zhì)板帶狀線雙頻濾波器的設(shè)計(jì)方法做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

一種多層介質(zhì)板帶狀線雙頻濾波器的設(shè)計(jì)方法，包括如下步驟：

步驟一：根據(jù)項(xiàng)目需求選取雙頻濾波器的工作頻率、帶寬、明確帶外濾波抑制度，根據(jù)上述指標(biāo)要求確定雙頻濾波器的兩個(gè)濾波器的級(jí)數(shù)和類型。

步驟二：根據(jù)上步確定濾波器的級(jí)數(shù)和類型，并結(jié)合端口阻抗的要求使用軟件進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)綜合得到該兩個(gè)濾波器相應(yīng)的耦合矩陣。(耦合矩陣可以確定濾波制式)

步驟三：根據(jù)多層介質(zhì)板板層結(jié)構(gòu)構(gòu)建電磁場(chǎng)仿真環(huán)境并在該環(huán)境中根據(jù)步驟二中獲得的耦合矩陣建立兩個(gè)所述濾波器的各自濾波器模型。

步驟四：按照耦合矩陣進(jìn)行兩個(gè)濾波器模型的電磁場(chǎng)仿真設(shè)計(jì)，并將仿真好的濾波器的參數(shù)導(dǎo)出成為s2p格式，此處可采用hfss、ads等軟件進(jìn)行仿真，但最好采用ads進(jìn)行仿真，因?yàn)閍ds具有強(qiáng)大的原理圖分析設(shè)計(jì)能力，可以方便雙頻濾波器連接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

步驟五：根據(jù)步驟四中每個(gè)濾波器模型電磁場(chǎng)仿真后獲得的數(shù)據(jù)構(gòu)建項(xiàng)目所需的雙頻濾波器連接結(jié)構(gòu)。

也就是將仿真好的兩個(gè)濾波器的s2p在ads原理設(shè)計(jì)軟件中打開，對(duì)雙頻濾波器兩端的連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行分支線匹配，利用軟件的原理圖優(yōu)化以及調(diào)試工具對(duì)分支線結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行仿真優(yōu)化設(shè)計(jì)，直至得到最好的回波損耗與過(guò)渡帶抑制效果，其回端口回波損耗參考目標(biāo)值小于-15db，即項(xiàng)目所需的雙頻濾波器連接結(jié)構(gòu)。

步驟六：將得到的雙頻濾波器連接結(jié)構(gòu)與兩個(gè)濾波器一同帶入電磁場(chǎng)仿真軟件中進(jìn)行建模仿真驗(yàn)證，根據(jù)需要進(jìn)行一些簡(jiǎn)單微調(diào)，即可得到最終的帶狀線雙頻濾波器版圖，最后將版圖導(dǎo)入制圖設(shè)計(jì)，并完成交制、焊接、測(cè)試等步驟，完成設(shè)計(jì)。

結(jié)合附圖和具體實(shí)施例闡述。

如圖1所示，多層介質(zhì)板板層結(jié)構(gòu)包括從上到下依次層疊的第一金屬層1、第一介質(zhì)板層2、第二介質(zhì)板層5、第三金屬層6，其中，該第一介質(zhì)板層2與該第二介質(zhì)板層5之間粘接有第一介質(zhì)板粘合材料層3，并且在該第二介質(zhì)板層5靠近第一介質(zhì)板粘合材料層3一側(cè)布置有第二金屬層4。

第一金屬層1為頂部的覆銅金屬地層，厚度約為0.02mm，如圖2所示；

第一介質(zhì)層板層2為arlon-clte-xt介質(zhì)板，厚度為0.508mm；

第一質(zhì)板粘合材料層3為taconic-fr27介質(zhì)板，厚度為0.1mm；

第二金屬層4為圖形蝕刻層，厚度約為0.02mm；

第二介質(zhì)板層5為arlon-clte-xt介質(zhì)板，厚度為0.508mm；

第三金屬層6為底部的覆銅金屬地層，厚度約為0.02mm；

其中，除了第二金屬層4以外，其余所有層都是完整層。

第二金屬層4為圖形蝕刻層，主要由三個(gè)部分組成，分別是：濾波器a7、濾波器b8、以及該兩個(gè)濾波器間的其連接作用的雙頻濾波器連接結(jié)構(gòu)a9和雙頻濾波器連接結(jié)構(gòu)b10，如圖3所示。

整體設(shè)計(jì)流程為：首先，根據(jù)工作頻率將濾波器a7和濾波器b8按照八階四零點(diǎn)廣義切比雪夫?yàn)V波器結(jié)構(gòu)進(jìn)行ads電磁場(chǎng)仿真設(shè)計(jì)，得到其電路版圖，其耦合矩陣設(shè)計(jì)參數(shù)為圖5所示，將電磁場(chǎng)仿真軟件的電路進(jìn)行打包生成器件component模型；其次，在ads原理仿真軟件里對(duì)雙頻濾波器連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模，整體上采用分支線結(jié)構(gòu)，具體方法是以對(duì)方濾波器工作頻率波長(zhǎng)的1/4長(zhǎng)度為基準(zhǔn)設(shè)計(jì)濾波器連接線，在這個(gè)基礎(chǔ)上根據(jù)具體電路的設(shè)計(jì)需要將連接線進(jìn)行進(jìn)一步的分段，并對(duì)每段的線寬進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)在這些線段中間插入分支線結(jié)構(gòu)并通過(guò)改變分支線的寬度和長(zhǎng)度來(lái)共同改善各個(gè)端口的駐波和隔離度，設(shè)計(jì)參考值駐波應(yīng)小于-15db，如圖4所示。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。