一种利用微带线实现交叉耦合的基片集成波导滤波器制造技术

本发明专利技术公开了一种利用微带线实现交叉耦合的基片集成波导滤波器，包括第一介质板、第二介质板、第一金属片、第二金属片以及上下两排金属通孔，所述上下两排金属通孔依次贯穿第一金属片、第一介质板和第二金属片；所述第二金属片从左至右依次开有第一槽线、第二槽线、第三槽线、第四槽线和第五槽线，相邻两条槽线之间分别构成第一谐振器、第二谐振器、第三谐振器和第四谐振器；所述第二介质板的正面设有第一金属微带线和第二金属微带线，所述第一金属微带线和第二金属微带线的两端分别加载有枝节。本发明专利技术具有结构简单、性能好的优点，通过设置槽线实现电场耦合，并在电场耦合的基础上利用微带线实现交叉耦合，能很好地满足现代通讯系统的要求。

【技术实现步骤摘要】
—种利用微带线实现交叉耦合的基片集成波导滤波器
本专利技术涉及一种基片集成波导滤波器，尤其是一种利用微带线实现交叉耦合的基片集成波导滤波器，属于无线通讯领域。
技术介绍
无线通讯技术在现实社会生活中发挥着越来越重要的作用，作为无线通讯领域的重要组成不跟，带通滤波器的需求也日益增加。较早的微带带通滤波器由于在平面制图和制板上的方便而被广泛应用，但是这种滤波器的损耗大，特别在高频的时候会产生很大的能量辐射。随着通讯技术的不断发展，对滤波器的要求也越来越高。采用金属波导的毫米波滤波器虽然能够达到较好的技术指标，但是造价昂贵，不能被广泛地应用；具有EBG(Electromagnetic Band-Gap)结构的毫米波滤波器，能够很好的满足现在的技术指标要求，但是这种滤波器体积较大。最近，采用基片集成波导(Substrate IntegratedWaveguide，简称SIW)的毫米波滤波器受到很高的重视，它可以实现体积小，成本低的高性能带通滤波器。它是一种新型波导，具有传统的金属波导品质因数高、易于设计的特点，同时也具有体积小、造价低、易加工等传统波导所没有的特点。它的这些优点，使得这种结构的滤波器被广泛应用于无线通讯系统。基片集成波导滤波器主要是采用磁场耦合结构，也就是利用金属通孔窗来实现相邻腔体之间的耦合，同时也可以实现不相邻腔体之间的交叉耦合，而目前比较少的基片集成波导滤波器采用电场耦合(即在基片集成波导腔体上开槽实现相邻谐振器之间的耦合)，在电场耦合的基础上实现交叉耦合的基片集成波导滤波器更是非常罕见。据调查与了解，已经公开的现有技术如下:I) 2OlO 年，Li Rong-Qiang 等人在 IEEE Microwave and Wireless ComponentsLetters上发表题为““Design of Substrate Integrated Waveguide Transversal FilterWith High Selectivity, ”的文章中，提出了一种利用磁场f禹合以及源负载f禹合的滤波器器，结构如图1a所示，腔体之间的金属通孔窗是用来实现磁场耦合的，同时在源端和负载端之间引入源负载耦合，能够在通带的两边各产生一个零点，改善带外特性。图1b是它的仿真结果。2)2013 年，You Chang Jiang 等人在 IEEE Transaction on MicrowaveTheory and Techniques 上发表题为“Single-Layered SIff Post-Loaded ElectricCoupling-Enhanced Structure and Its Filter Applications，，的文章中，提出了一种在相邻的腔体中间开槽来实现腔体之间电场耦合，如图2a所示，这样，整个滤波器中既有磁场耦合，同时存在电场耦合，使得传输零点可以灵活控制，图2b为其测量和仿真的频率响应结果。3) 2005 年，X.Chen, W.Hong等人在 IEEE Eletronic Letters 发表题为“Substrateintegrated waveguide elliptic filter with transmission line inserted inverter，，的文章提出了利用微带线实现非相邻谐振腔之间的耦合，该结构如图3a所示，在谐振腔I和4之间用微带线实现交叉耦合，从图3b所示的仿真结果可以看出该滤波器能够产生两个传输零点。4) 2013 年，ShenWei 等人在 IEEE Transaction on Components, Packaging andManufacturing Technology 上发表题为 “Substrate-1ntegrated Waveguide BandpassFilters With Planar Resonators for System-on-Package” 提出了 由微带线构成的谐振器与谐振腔之间实现耦合，它们之间是电场耦合，而谐振腔之间仍然是磁场耦合，如图4a所示，这种结构的优势是用微带线构成的谐振器来代替谐振腔，在达到同样的效果的基础上减少了滤波器的尺寸，仿真结果如图4b所示。上述四种基片集成波导滤波器都是基于磁场耦合的基础上实现电场耦合和交叉耦合，而磁场耦合是通过相邻腔体之间的电感窗口进行调节的，当磁场耦合变化比较大时，通过电感窗口进行调节就会显得相当复杂。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供了一种结构简单、性能好，能很好地满足现代通讯系统要求的利用微带线实现交叉耦合的基片集成波导滤波器。本专利技术的目的可以通过采取如下技术方案达到:一种利用微带线实现交叉耦合的基片集成波导滤波器，其特征在于:包括构成基片集成波导的第一介质板、第二介质板、第一金属片、第二金属片以及上下两排金属通孔，从底部至顶部按第一金属片、第一介质板、第二金属片和第二介质板的顺序依次设置，所述第一金属片作为地板，所述上下两排金属通孔依次贯穿第一金属片、第一介质板和第二金属片；所述第二金属片从左至右依次开有第一槽线、第二槽线、第三槽线、第四槽线和第五槽线，相邻两条槽线之间分别构成第一谐振器、第二谐振器、第三谐振器和第四谐振器，所述第一谐振器与第二谐振器之间通过第二槽线实现电场耦合，所述第二谐振器和第三谐振器之间通过第三槽线实现电场耦合，所述第三谐振器与第四谐振器之间通过第四槽线实现电场耦合；所述第二介质板的正面设有第一金属微带线和第二金属微带线，所述第一金属微带线和第二金属微带线的两端分别加载有枝节，所述第一谐振器与第三谐振器之间通过第一金属微带线实现交叉耦合，所述第二谐振器与第四谐振器之间通过第二金属微带线实现交叉耦合。作为一种优选方案，所述第一金属微带线的一端设置在与第一谐振器对应的位置上且加载有第一枝节，另一端设置在与第三谐振器对应的位置上且加载有第二枝节；所述第二金属微带线的一端设置在与第二谐振器对应的位置上且加载有第三枝节，另一端设置在与第四谐振器对应的位置上且加载有第四枝节。作为一种优选方案，所述第一枝节、第二枝节、第三枝节和第四枝节均为1/4波导波长的枝节。作为一种优选方案，所述第一枝节、第二枝节、第三枝节和第四枝节均为1/2波导波长的枝节。作为一种优选方案，所述第一枝节和第四枝节均为1/4波导波长的枝节，所述第二枝节和第三枝节均为1/2波导波长的枝节。作为一种优选方案，所述上排金属通孔设置在靠近第一金属片和第二金属片的上边缘处，所述下排金属通孔设置在靠近第一金属片和第二金属片的下边缘处。作为一种优选方案,所述第二金属片上设有输出端口和输入端口，所述输出端口和输入端口分别设置在第二金属片的左右两端。作为一种优选方案，所述第一槽线、第二槽线、第三槽线、第四槽线和第五槽线均位于上排金属通孔与下排金属通孔之间。作为一种优选方案，所述第一槽线、第二槽线、第三槽线、第四槽线和第五槽线是形状为矩形的槽线。本专利技术相对于现有技术具有如下的有益效果:1、本专利技术的基片集成波导滤波器具有结构简单、性能好的优点，通过设置多条槽线实现电场耦合，并在电场耦合的基础上利用微带线实现交叉耦合，能很好地满足现代通讯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用微带线实现交叉耦合的基片集成波导滤波器，其特征在于：包括构成基片集成波导的第一介质板、第二介质板、第一金属片、第二金属片以及上下两排金属通孔，从底部至顶部按第一金属片、第一介质板、第二金属片和第二介质板的顺序依次设置，所述第一金属片作为地板，所述上下两排金属通孔依次贯穿第一金属片、第一介质板和第二金属片；所述第二金属片从左至右依次开有第一槽线、第二槽线、第三槽线、第四槽线和第五槽线，相邻两条槽线之间分别构成第一谐振器、第二谐振器、第三谐振器和第四谐振器，所述第一谐振器与第二谐振器之间通过第二槽线实现电场耦合，所述第二谐振器和第三谐振器之间通过第三槽线实现电场耦合，所述第三谐振器与第四谐振器之间通过第四槽线实现电场耦合；所述第二介质板的正面设有第一金属微带线和第二金属微带线，所述第一金属微带线和第二金属微带线的两端分别加载有枝节，所述第一谐振器与第三谐振器之间通过第一金属微带线实现交叉耦合，所述第二谐振器与第四谐振器之间通过第二金属微带线实现交叉耦合。

【技术特征摘要】
1.一种利用微带线实现交叉耦合的基片集成波导滤波器，其特征在于:包括构成基片集成波导的第一介质板、第二介质板、第一金属片、第二金属片以及上下两排金属通孔，从底部至顶部按第一金属片、第一介质板、第二金属片和第二介质板的顺序依次设置，所述第一金属片作为地板，所述上下两排金属通孔依次贯穿第一金属片、第一介质板和第二金属片；所述第二金属片从左至右依次开有第一槽线、第二槽线、第三槽线、第四槽线和第五槽线，相邻两条槽线之间分别构成第一谐振器、第二谐振器、第三谐振器和第四谐振器，所述第一谐振器与第二谐振器之间通过第二槽线实现电场耦合，所述第二谐振器和第三谐振器之间通过第三槽线实现电场耦合，所述第三谐振器与第四谐振器之间通过第四槽线实现电场耦合；所述第二介质板的正面设有第一金属微带线和第二金属微带线，所述第一金属微带线和第二金属微带线的两端分别加载有枝节，所述第一谐振器与第三谐振器之间通过第一金属微带线实现交叉耦合，所述第二谐振器与第四谐振器之间通过第二金属微带线实现交叉耦合。2.根据权利要求1所述的一种利用微带线实现交叉耦合的基片集成波导滤波器，其特征在于:所述第一金属微带线的一端设置在与第一谐振器对应的位置上且加载有第一枝节，另一端设置在与第三谐振器对应的位置上且加载有第二枝节；所述第二金属微带线的一端设置在与第二谐振器对应的位置上且加载有第三枝节，另一端设置在与第四谐振器对应的位置上且加载有第...

【专利技术属性】
技术研发人员：王世伟，陈瑞森，汪凯，郭在成，林景裕，褚庆昕，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44