一種半?；刹▽?dǎo)帶通濾波器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于微波毫米波領(lǐng)域，具體涉及一種超寬阻帶半?；刹▽?dǎo)帶通濾波 器。
【背景技術(shù)】
[0002] 在現(xiàn)代無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中，帶通濾波器作為一個(gè)重要的組成部分被廣泛應(yīng)用。面向 未來(lái)智能化的無(wú)線(xiàn)通信應(yīng)用需求，現(xiàn)代微波通信系統(tǒng)對(duì)帶通濾波器的性能和結(jié)構(gòu)也提出了 更高的要求。一方面，不僅要求它們具有較好的帶內(nèi)特性，如低插入損耗、高選擇性等，而且 還要具有寬阻帶甚至超寬阻帶來(lái)抑制高次諧波對(duì)射頻前端的影響。另一方面，隨著集成電 路技術(shù)的發(fā)展，收發(fā)信機(jī)的體積日趨減小，在這種趨勢(shì)的要求下，濾波器的小型化研究正越 來(lái)越成為研究的熱點(diǎn)。
[0003] 基片集成波導(dǎo)是近些年提出的一種新型波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。基于基片集成波導(dǎo)的濾波器不 僅能保持傳統(tǒng)矩形波導(dǎo)濾波器的高品質(zhì)因數(shù)、低插損和低輻射等特性，而且還具有平面電 路結(jié)構(gòu)（微帶線(xiàn)等）的體積小、重量輕、便于集成和封裝等眾多優(yōu)點(diǎn)。半模基片集成波導(dǎo)在 保持了基片集成波導(dǎo)傳輸特性的同時(shí)，其尺寸減小了一半，結(jié)構(gòu)更為緊湊，集成度更高。因 此，半?；刹▽?dǎo)在小型化濾波器設(shè)計(jì)方面有著絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。但是，由于高次模的存在， 基于基片集成波導(dǎo)和半?；刹▽?dǎo)的帶通濾波器很難獲得寬阻帶的抑制效果。而將電 磁帶隙結(jié)構(gòu)、復(fù)合左右手結(jié)構(gòu)和半?；刹▽?dǎo)技術(shù)相結(jié)合實(shí)現(xiàn)的帶通濾波器能在一定 程度上綜合它們的優(yōu)點(diǎn)，有效提高帶外抑制特性，因此在近期受到廣泛關(guān)注。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的主要目的是采用一種復(fù)合左右手半模基片集成波導(dǎo)和電磁帶隙結(jié)構(gòu)，實(shí) 現(xiàn)一種小型化超寬阻帶的帶通濾波器，該濾波器可被用于高數(shù)據(jù)率通信系統(tǒng)射頻前端。
[0005] 本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案：
[0006] -種小型化超寬阻帶半?；刹▽?dǎo)帶通濾波器，其結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示，由 下至上依次為底層金屬貼片1、介質(zhì)基板2及頂層金屬貼片，所述頂層金屬貼片包括矩形金 屬貼片3、兩個(gè)梯形金屬貼片4及兩個(gè)電磁帶隙結(jié)構(gòu)9 ;
[0007] 所述介質(zhì)基板2上設(shè)置有貫穿于金屬貼片1、介質(zhì)基板2和矩形金屬貼片3的金屬 化通孔陣列5,所述金屬化通孔陣列5與金屬貼片1及金屬貼片3的下邊緣圍成一個(gè)半模基 片集成波導(dǎo)；所述兩個(gè)梯形金屬貼片4的寬邊一端分別為該濾波器的輸入、輸出端口，其另 一端分別與所述半模基片集成波導(dǎo)兩端的矩形金屬貼片3相連接；所述兩個(gè)梯形金屬貼片 4上分別設(shè)有一個(gè)以上的槽縫6 ;
[0008] 所述半模基片集成波導(dǎo)的矩形金屬貼片3部分的中部設(shè)置有一個(gè)呈手指交叉狀 的交指電容7 ;在交指電容7的兩外側(cè)位置，分別設(shè)置有一個(gè)電磁帶隙結(jié)構(gòu)9 ;所述電磁帶 隙結(jié)構(gòu)9包包括一段金屬帶和一塊金屬貼片，所述金屬帶的一端與矩形金屬貼片3的下邊 緣連接，其另一端與所述金屬貼片連接，由于金屬帶較窄，可使每個(gè)電磁帶隙結(jié)構(gòu)9近似加 載在矩形金屬貼片3下邊緣的一個(gè)點(diǎn)上。
[0009] 所述梯形金屬貼片4上所設(shè)置的槽縫6的實(shí)際數(shù)目可根據(jù)要設(shè)計(jì)的阻帶頻段范圍 進(jìn)行選擇；所述交指電容7可以根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)采用任意的指線(xiàn)數(shù)目、指線(xiàn)寬度和指線(xiàn)間隔。
[0010] 調(diào)整半?；刹▽?dǎo)中矩形金屬貼片3和電磁帶隙結(jié)構(gòu)9的尺寸可調(diào)節(jié)所述濾 波器的工作頻率。
[0011] 由此，所述半模基片集成波導(dǎo)可等效為包含兩個(gè)加載電磁帶隙結(jié)構(gòu)的半?；?成波導(dǎo)單元和一個(gè)復(fù)合左右手半?；刹▽?dǎo)單元。
[0012] 所述復(fù)合左右手半?；刹▽?dǎo)單元包含半?；刹▽?dǎo)和刻蝕于半模基 片集成波導(dǎo)頂層金屬表面的交指電容構(gòu)成，其單元結(jié)構(gòu)具有在低頻呈現(xiàn)左手通帶，在高頻 呈現(xiàn)右手通帶的傳輸特性。
[0013] 進(jìn)一步的，于所述矩形金屬貼片3上，在交指電容7的兩側(cè)位置分別設(shè)置有一個(gè)垂 直于金屬貼片3下邊緣的槽縫8,用于減弱加載電磁帶隙結(jié)構(gòu)的半?；刹▽?dǎo)單元與 復(fù)合左右手半?；刹▽?dǎo)單元之間的耦合強(qiáng)度，可進(jìn)一步縮小所述半?；刹▽?dǎo) 的尺寸。
[0014] 進(jìn)一步的，所述槽縫8可采用寬度均勻的槽縫或者階梯阻抗槽縫，且若采用階梯 阻抗形式，則其高阻抗一端連接于矩形金屬貼片3的下邊緣。
[0015] 進(jìn)一步的，所述金屬化通孔陣列5為圓柱體、矩形或其他常用通孔形狀。
[0016] 進(jìn)一步的，電磁帶隙結(jié)構(gòu)9中的金屬貼片為矩形或其他常用貼片形狀。
[0017] 所述小型化超寬阻帶半?；刹▽?dǎo)帶通濾波器中，每個(gè)加載電磁帶隙結(jié)構(gòu)的 半模基片集成波導(dǎo)單元都被視為一個(gè)諧振單元，中間的復(fù)合左右手半模基片集成波導(dǎo)單元 也被視為一個(gè)諧振單元。調(diào)整加載在半?；刹▽?dǎo)開(kāi)路邊的電磁帶隙結(jié)構(gòu)的金屬貼片 尺寸，可確定加載電磁帶隙結(jié)構(gòu)的半?；刹▽?dǎo)單元的諧振頻點(diǎn)。通過(guò)調(diào)節(jié)半?；?集成波導(dǎo)上刻蝕的交指電容的縫隙長(zhǎng)度和數(shù)目，可確定復(fù)合左右手半?；刹▽?dǎo)單元 的諧振頻點(diǎn)。各諧振單元之間互相有耦合作用，最終實(shí)現(xiàn)帶通濾波器的傳輸特性。
[0018] 所述小型化超寬阻帶半?；刹▽?dǎo)帶通濾波器的關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)之一在于解 決加載電磁帶隙結(jié)構(gòu)的半?；刹▽?dǎo)單元與復(fù)合左右手半?；刹▽?dǎo)單元之間 的耦合問(wèn)題，確定影響濾波器傳輸特性的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)。本發(fā)明通過(guò)在加載電磁帶隙結(jié)構(gòu) 的半模基片集成波導(dǎo)單元與復(fù)合左右手半?；刹▽?dǎo)單元之間刻蝕階梯阻抗槽線(xiàn)，同 時(shí)減弱加載電磁帶隙結(jié)構(gòu)的半模基片集成波導(dǎo)單元與復(fù)合左右手半?；刹▽?dǎo)單元 之間的耦合、以及兩個(gè)電磁帶隙結(jié)構(gòu)之間的耦合，使整個(gè)濾波器結(jié)構(gòu)更加緊湊。
[0019] 所述小型化超寬阻帶半模基片集成波導(dǎo)帶通濾波器的關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)之二在于高 頻諧波的抑制問(wèn)題。本發(fā)明在微帶阻抗?jié)u變線(xiàn)上刻蝕四個(gè)槽線(xiàn)形成缺陷微帶饋線(xiàn)，通過(guò)調(diào) 節(jié)四個(gè)槽線(xiàn)的長(zhǎng)度，可形成寬頻帶范圍內(nèi)的阻帶特性，極大地拓展濾波器的阻帶范圍。
[0020] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)和有益效果是：
[0021] 1)本發(fā)明采用半?；刹▽?dǎo)技術(shù)設(shè)計(jì)濾波器，相對(duì)于傳統(tǒng)矩形波導(dǎo)和傳輸線(xiàn) 結(jié)構(gòu)的濾波器，其具有損耗低、品質(zhì)因數(shù)高和易于集成等優(yōu)點(diǎn)。而半?；刹▽?dǎo)與傳統(tǒng) 的基片集成波導(dǎo)相比，在保持了基片集成波導(dǎo)傳輸特性的同時(shí)，尺寸減小了一半，結(jié)構(gòu)更為 緊湊，集成度更高；
[0022] 2)采用半?；刹▽?dǎo)加載電磁帶隙結(jié)構(gòu)和復(fù)合左右手結(jié)構(gòu)，使得濾波器尺寸 小，結(jié)構(gòu)緊湊，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，成本低，可適用于多種通信系統(tǒng)；
[0023] 3)采用缺陷微帶阻抗?jié)u變線(xiàn)作為濾波器的輸入輸出饋線(xiàn)，有效抑制了帶外諧波， 極大地展寬了濾波器的阻帶帶寬，展現(xiàn)超寬阻帶特性；
[0024] 4)該濾波器在保證超寬阻帶的同時(shí)，插入損耗、回波損耗以及選擇性等方面都有 出色表現(xiàn)。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為小型化超寬阻帶半?；刹▽?dǎo)帶通濾波器結(jié)構(gòu)俯視圖；
[0026]圖2為小型化超寬阻帶半模基片集成波導(dǎo)帶通濾波器結(jié)構(gòu)仰視圖；
[0027]圖3為小型化超寬阻帶半模基片集成波導(dǎo)帶通