一種基于改進(jìn)型互補(bǔ)開環(huán)諧振器的雙頻帶濾波器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種基于改進(jìn)互補(bǔ)開環(huán)諧振器的半?；刹▽?dǎo)濾波器，尤其適用于雙頻帶通信應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著無線通信市場(chǎng)呈現(xiàn)爆炸性增長(zhǎng)，人們開始投入大量的精力研宄高性能微波雙頻帶濾波器。迄今為止，互補(bǔ)開環(huán)諧振器(CSRRs)因其獨(dú)有的性質(zhì)引起研宄者們很大的興趣，并被廣泛應(yīng)用于單頻帶濾波器的設(shè)計(jì)研宄。近年來，一些基于CSRRs的雙頻帶帶通濾波器陸續(xù)被提出，但其具有體積較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，回波損耗及插入損耗較大的缺點(diǎn)。Y.Dongand T.1toh在2011年設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)(圖8)是一種全模基片集成波導(dǎo)來實(shí)現(xiàn)的雙頻帶功能，理論上全?；刹▽?dǎo)的面積比半模基片集成波導(dǎo)大一倍。D.E.Sen1r, X.Cheng, andY.K.Yoon在2012年提出一種結(jié)構(gòu)(圖9)，該結(jié)構(gòu)在半?；刹▽?dǎo)的路徑上還并聯(lián)了一個(gè)諧振單元以實(shí)現(xiàn)雙頻帶功能，但這增加了電路的面積，而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)試?yán)щy。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有的基于基片集成波導(dǎo)雙頻帶濾波器體積龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提出一種基于改進(jìn)型互補(bǔ)開環(huán)諧振器的雙頻半模基片集成波導(dǎo)濾波器結(jié)構(gòu)。
[0004]本實(shí)用新型一種基于改進(jìn)型互補(bǔ)開環(huán)諧振器的雙頻帶濾波器采用的技術(shù)方案是:在半模基片集成波導(dǎo)(圖1)的傳輸路徑上加載諧振器，不同于之前的單獨(dú)加載基本互補(bǔ)開環(huán)諧振器(圖2)或者單獨(dú)加載交指電容結(jié)構(gòu)(圖3)，本設(shè)計(jì)中加載的諧振器是在基本的互補(bǔ)開環(huán)諧振器內(nèi)部并聯(lián)一個(gè)交指電容結(jié)構(gòu)(圖4)。因?yàn)榛镜幕パa(bǔ)開環(huán)諧振器和交指電容結(jié)構(gòu)分別實(shí)現(xiàn)了一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的濾波單元，從而實(shí)現(xiàn)雙頻帶濾波器。因而本實(shí)用新型一種基于改進(jìn)型互補(bǔ)開環(huán)諧振器的雙頻帶濾波器包括:半?；刹▽?dǎo)、2個(gè)互補(bǔ)開環(huán)諧振器、2個(gè)交指電容結(jié)構(gòu)；其中2個(gè)互補(bǔ)開環(huán)諧振器順著信號(hào)波傳播方向設(shè)置于半?；刹▽?dǎo)上，每個(gè)互補(bǔ)開環(huán)諧振器內(nèi)各設(shè)置一個(gè)交指電容結(jié)構(gòu)。
[0005]進(jìn)一步的，所述半?；刹▽?dǎo)包括介質(zhì)基片，設(shè)置于介質(zhì)基片上表面的上金屬片、設(shè)置于介質(zhì)基片下表面的下金屬片，上、下金屬片形狀大小一致，為“T”形結(jié)構(gòu)，兩側(cè)為信號(hào)波輸入、輸出端口，底端設(shè)置有連通上、下金屬片的金屬化通孔；互補(bǔ)開環(huán)諧振器和交指電容結(jié)構(gòu)都設(shè)置于上金屬片上；所述互補(bǔ)開環(huán)諧振器為金屬片上刻蝕出的有開口的正方形環(huán)狀結(jié)構(gòu)，開口為遠(yuǎn)離半模基片集成波導(dǎo)金屬化通孔的一邊的中間位置；所述交指電容結(jié)構(gòu)為金屬片上刻蝕出的方波狀結(jié)構(gòu)，其波形運(yùn)動(dòng)方向與半?；刹▽?dǎo)內(nèi)信號(hào)波傳播方向一致。
[0006]進(jìn)一步的，所述半?；刹▽?dǎo)的介質(zhì)基片介電常數(shù)3.5，厚度0.508mm ;“T”開多結(jié)構(gòu)的上、下金屬片的輸入、輸出端寬1.54mm，金屬化通孔直徑為0.6mm、間距為1.5mm ;所述互補(bǔ)開環(huán)諧振器刻蝕寬度為0.2mm、開口寬度為0.3mm、外邊長(zhǎng)3.6mm，與金屬化通孔距離的邊距離金屬化通孔的中心的距離為1.27mm，距離“T”形結(jié)構(gòu)上邊沿最近的邊與上邊沿的距離為0.5mm，距離“T”形結(jié)構(gòu)中柱側(cè)邊的最近邊與“T”形結(jié)構(gòu)中柱側(cè)邊相距0.7mm，兩個(gè)互補(bǔ)開環(huán)諧振器的距離最近的兩邊相距2.57mm，所述交指電容為金屬片上刻蝕出的方波狀結(jié)構(gòu)，刻蝕寬度為0.15mm，具有3個(gè)波峰和3個(gè)波谷，波動(dòng)幅度為2.25mm，波峰之間為被刻蝕的金屬條寬度為0.25mm，波谷的底邊與互補(bǔ)開環(huán)諧振器的內(nèi)邊距離為0.425mm，沿著波導(dǎo)內(nèi)信號(hào)波傳播方向第一個(gè)交指電容結(jié)構(gòu)首先是波峰，第二個(gè)交指電容結(jié)構(gòu)首先為波谷，位于波谷端交指電容結(jié)構(gòu)與互補(bǔ)開環(huán)諧振器所夾的未被刻蝕的金屬片寬度為0.23mm。
[0007]本實(shí)用新型的有益效果是，通過改進(jìn)互補(bǔ)開環(huán)諧振器并加載到基片集成波導(dǎo)中，以較小的電路面積實(shí)現(xiàn)了雙頻帶濾波，同時(shí)與現(xiàn)有技術(shù)相比可以達(dá)到更高的Q值。另外可通過改變諧振器尺寸，對(duì)雙頻帶的某一通帶中心頻點(diǎn)進(jìn)行獨(dú)立控制而對(duì)另一通帶的中心頻點(diǎn)幾乎無影響。
【附圖說明】
[0008]圖1是半?；刹▽?dǎo)。
[0009]圖2是加載基本互補(bǔ)開環(huán)諧振器的半?；刹▽?dǎo)。
[0010]圖3是加載交指電容結(jié)構(gòu)的半?；刹▽?dǎo)。
[0011]圖4是改進(jìn)的互補(bǔ)開環(huán)諧振器。
[0012]圖5是基于改進(jìn)互補(bǔ)開環(huán)諧振器的雙頻帶濾波器結(jié)構(gòu)。
[0013]圖6是本實(shí)用新型散射系數(shù)S21和S η的仿真和測(cè)試結(jié)果。
[0014]圖7是本實(shí)用新型的通帶中心頻率控制特性(S21)。
[0015]圖8是Y.Dong and Τ.Itoh在2011年提出的結(jié)構(gòu)。
[0016]圖 9 是 D.Ε.Sen1r, X.Cheng, and Y.K.Yoon 在 2012 年提出的結(jié)構(gòu)。
[0017]圖1中1-1.基片集成波導(dǎo)的饋線部分(金屬帶線)，信號(hào)輸入/輸出端，1-2.基片集成波導(dǎo)部分(金屬)信號(hào)輸入/輸出端，1-3.背面接地金屬層，1-4.介質(zhì)基底，1-5.陰影部分表示金屬層，1-6.接地通孔，孔壁為導(dǎo)電材質(zhì)。
[0018]圖2中2-1.基本的互補(bǔ)開環(huán)諧振器結(jié)構(gòu)。
[0019]圖3中3-1.交織電容結(jié)構(gòu)。
[0020]圖5中標(biāo)有實(shí)施例的尺寸。
[0021]圖7中通過改變圖5中L3尺寸，上通帶中心頻率發(fā)生變化，下通帶幾乎不變。
【具體實(shí)施方式】
[0022]在圖5中，采用介質(zhì)基片Rogers RT4350基底，介電常數(shù)3.5，厚度0.508mm。金屬帶線厚度0.018_。將該介質(zhì)基底背面全部金屬化接地，介質(zhì)基底的金屬正面蝕刻本實(shí)用新型的電路。
[0023]圖5為本實(shí)用新型電路實(shí)施例的尺寸標(biāo)注，具體為W=1.54mm, Wl = 0.3mm, W2 =0.23mm, W3 = 0.425mm, LI = 3.6mm, L2 = 3.6mm, L3 = 2.25mm, L4 = 2.57mm，L5 = 0.5mm, L6=1.27mm, L7 = 0.7mm, a = 0.2mm, b = 0.15mm, c = 0.25mm, d = 0.6mm, s = 1.5mm0
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于改進(jìn)型互補(bǔ)開環(huán)諧振器的雙頻帶濾波器包括:半模基片集成波導(dǎo)、2個(gè)互補(bǔ)開環(huán)諧振器、2個(gè)交指電容結(jié)構(gòu)；其中2個(gè)互補(bǔ)開環(huán)諧振器順著信號(hào)波傳播方向設(shè)置于半?；刹▽?dǎo)上，每個(gè)互補(bǔ)開環(huán)諧振器內(nèi)各設(shè)置一個(gè)交指電容結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于改進(jìn)型互補(bǔ)開環(huán)諧振器的雙頻帶濾波器，其特征在于所述半?；刹▽?dǎo)包括介質(zhì)基片，設(shè)置于介質(zhì)基片上表面的上金屬片、設(shè)置于介質(zhì)基片下表面的下金屬片，上、下金屬片形狀大小一致，為“T”形結(jié)構(gòu)，兩側(cè)為信號(hào)波輸入、輸出端口，底端設(shè)置有連通上、下金屬片的金屬化通孔；互補(bǔ)開環(huán)諧振器和交指電容結(jié)構(gòu)都設(shè)置于上金屬片上；所述互補(bǔ)開環(huán)諧振器為金屬片上刻蝕出的有開口的正方形環(huán)狀結(jié)構(gòu)，開口為遠(yuǎn)離半?；刹▽?dǎo)金屬化通孔的一邊的中間位置；所述交指電容結(jié)構(gòu)為金屬片上刻蝕出的方波狀結(jié)構(gòu)，其波形運(yùn)動(dòng)方向與半?；刹▽?dǎo)內(nèi)信號(hào)波傳播方向一致。
3.如權(quán)利要求1所述的一種基于改進(jìn)型互補(bǔ)開環(huán)諧振器的雙頻帶濾波器，其特征在于所述半?；刹▽?dǎo)的介質(zhì)基片介電常數(shù)3.5，厚度0.508mm ;“T”形結(jié)構(gòu)的上、下金屬片的輸入、輸出端寬1.54mm，金屬化通孔直徑為0.6mm、間距為1.5mm ;所述互補(bǔ)開環(huán)諧振器刻蝕寬度為0.2mm、開口寬度為0.3mm、外邊長(zhǎng)3.6mm，與金屬化通孔距離的邊距離金屬化通孔的中心的距離為1.27mm，距離“T”形結(jié)構(gòu)上邊沿最近的邊與上邊沿的距離為0.5mm，距離“T”形結(jié)構(gòu)中柱側(cè)邊的最近邊與“T”形結(jié)構(gòu)中柱側(cè)邊相距0.7mm，兩個(gè)互補(bǔ)開環(huán)諧振器的距離最近的兩邊相距2.57mm，所述交指電容為金屬片上刻蝕出的方波狀結(jié)構(gòu)，刻蝕寬度為0.15mm，具有3個(gè)波峰和3個(gè)波谷，波動(dòng)幅度為2.25mm，波峰之間為被刻蝕的金屬條寬度為0.25mm，波谷的底邊與互補(bǔ)開環(huán)諧振器的內(nèi)邊距離為0.425mm，沿著波導(dǎo)內(nèi)信號(hào)波傳播方向第一個(gè)交指電容結(jié)構(gòu)首先是波峰，第二個(gè)交指電容結(jié)構(gòu)首先為波谷，位于波谷端交指電容結(jié)構(gòu)與互補(bǔ)開環(huán)諧振器所夾的未被刻蝕的金屬片寬度為0.23mm。
【專利摘要】該實(shí)用新型公開一種基于改進(jìn)型互補(bǔ)開環(huán)諧振器的雙頻帶濾波器，尤其適用于雙頻帶通信應(yīng)用領(lǐng)域。包括：半?；刹▽?dǎo)、2個(gè)互補(bǔ)開環(huán)諧振器、2個(gè)交指電容結(jié)構(gòu)；其中2個(gè)互補(bǔ)開環(huán)諧振器順著信號(hào)波傳播方向設(shè)置于半模基片集成波導(dǎo)上，每個(gè)互補(bǔ)開環(huán)諧振器內(nèi)各設(shè)置一個(gè)交指電容結(jié)構(gòu)。通過改進(jìn)互補(bǔ)開環(huán)諧振器并加載到基片集成波導(dǎo)中，以較小的電路面積實(shí)現(xiàn)了雙頻帶濾波，同時(shí)與現(xiàn)有技術(shù)相比可以達(dá)到更高的Q值。另外可通過改變諧振器尺寸，對(duì)雙頻帶的某一通帶中心頻點(diǎn)進(jìn)行獨(dú)立控制而對(duì)另一通帶的中心頻點(diǎn)幾乎無影響。
【IPC分類】H01P1-20, H01P1-205
【公開號(hào)】CN204271222
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420804625
【發(fā)明人】閆騰飛, 郭映江, 唐小宏, 盧頔
【申請(qǐng)人】電子科技大學(xué)
【公開日】2015年4月15日
【申請(qǐng)日】2014年12月17日