一种混合结构的平面有耗滤波器制造技术

本发明专利技术公开了一种混合结构的平面有耗滤波器，设置两个左右对称的微带谐振器和基片集成波导谐振器，输入输出微带线通过第一输入输出微带连接线、第二输入输出微带连接线分别连接到微带谐振器和基片集成波导谐振器上，微带谐振器和基片集成波导谐振器分别通过第一输入输出微带连接线、第二输入输出微带连接线和有耗滤波器的输出微带线相连；微带谐振器、第一输入输出微带连接线、第二输入输出微带连接线、输入输出微带线均印制在介质基板上，基片集成波导谐振器是由介质基板上的基片集成波导接地孔和介质基板上下的覆铜构成。本发明专利技术加工简单，成本低廉；属于平面结构，无交叉电阻性耦合，易于实现。

【技术实现步骤摘要】
一种混合结构的平面有耗滤波器
本专利技术属于微波有耗滤波器
，尤其涉及一种基片集成波导技术与微带线技术相混合的平面有耗滤波器。
技术介绍
随着现代无线通信事业的飞速发展，高性能微波滤波器被广泛用于宽频带通信系统之中，特别是在通信卫星，地面电台，无线基站等场合得到了广泛的应用。有耗滤波器作为高性能微波滤波器的一种，必将越来越受到重视。在微波滤波器的设计过程中，设计者会发现一款高性能滤波器的实现往往需要高Q值的微波谐振器。一旦谐振器的材料和形状确定之后，此谐振器的Q值就被约束了。为了提高Q值，设计者必须增加谐振器的尺寸，这也导致了滤波器尺寸和重量的增加。有耗滤波器在有效减小谐振器Q值的同时依然能够提供高性能的通带响应。特别是当电磁环境日益复杂和频谱拥挤导致的干扰频率大量增加时，有耗滤波器的优势将更加明显。由于其平坦的带内特性和陡峭的边带特性，可以有效起到控制有用信号、抑制有害干扰信号、支持多信道通信的作用。有耗滤波器引入的损耗可以通过在有耗滤波器前端增加低增益低噪声放大器(LowGainLNA，LowNoiseAmplifier)来补偿。根据研究报道，有耗滤波器通常的实现形式可以归类为三种：1.非平面结构，例如基于同轴腔体谐振器的有耗滤波器，此类结构有耗滤波器性能较好，但是体积与重量都比较大；2.平面微带结构，此类结构的有耗滤波器通常具有交叉电阻性耦合，交叉电阻性耦合在某些情况下无法完全实现；3.混合的平面与非平面结构，此类有耗滤波器性能较好，但是体积与重量仍然较大。因此，平面结构有耗滤波器具有重要的应用价值。目前，国内外对有耗滤波器进行了一系列研究工作，并取得了一些成果。但是，报道出来的有耗滤波器普遍面临着以下一些缺陷：(1)有耗滤波器很多采用腔体结构实现，体积大重量重，不便于系统小型化与集成。(2)一部分有耗滤波器采用平面微带结构，此类有耗滤波器一般都具交叉电阻性耦合，交叉电阻性耦合在某些运用场合很难实现。而且平面微带结构有耗滤波器通常利用一些电阻性元件来实现微带谐振器Q值的变化，对所引入的电阻性元件要求苛刻，不利于实现。(3)部分有耗滤波器采用非平面的腔体结构与平面微带结构相结合的混合结构，此种实现方式的有耗滤波器相比于传统的腔体结构有耗滤波器，体积和重量上有一定改善，但还无法达到最优。针对有传统耗滤波器体积和重量偏大的问题，目前已有一些文献提出利用非均匀Q值谐振器来实现高性能低重量的有耗滤波器。根据“A.C.Guyette；I.C.Hunter；andR.D.Pollard；TheDesignofMicrowaveBandpassFiltersusingResonatorswithNonuniformQ,IEEETrans.Microw.Theory&Tech.,pp.3914-3922.November2006,54,(11)”中的分析，完全利用微带谐振器来构成有耗滤波器。这种方法是通过将电阻元件嵌入到微带谐振器内部来降低谐振器Q值，同时引入了交叉电阻性耦合。这种方法的缺点是构成有耗滤波器谐振器的最大Q值主要受微带介质板控制，导致谐振器的最大Q值偏低，有耗滤波器的插入损耗进一步增大。而且交叉电阻性耦合在某些场合较难实现。另外一种利用非均匀Q值谐振器实现有耗滤波器的方法是根据“M.Meng；I.C.Hunter；andJ.D.Rhodes；TheDesignofParallelConnectedFilterNetworksWithNonuniformResonators,IEEETrans.Microw.Theory&Tech.,pp.372-381.January2013,61,(1),”所提出的结构，有耗滤波器的实现是基于同轴腔体谐振器和微带谐振器相结合的混合结构实现的，其中两个同轴腔体串联构成子网络1，两个微带谐振器串联构成子网络2，子网络1和子网络2并联形成非均匀Q值有耗滤波器。这种方法实现过程中的调节非常繁琐，而且有耗滤波器的重量也比较大。无论是工业应用还是集成化的需要，尤其是移动终端和卫星通信系统的需求，都急需一种设计简单、高性能、平面结构的有耗滤波器。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种混合结构的平面有耗滤波器，旨在解决现有的有耗滤波器存在的结构复杂，成本较高、相对带宽较大的问题。本专利技术实施例是这样实现的，一种混合结构的平面有耗滤波器，包括：金属地板、介质基板、第一输入输出微带连接线、输入输出微带线、第二输入输出微带连接线、谐振器；设置两个左右对称的微带谐振器和基片集成波导谐振器，输入输出微带线通过第一输入输出微带连接线、第二输入输出微带连接线分别连接到微带谐振器和基片集成波导谐振器上，微带谐振器和基片集成波导谐振器分别通过第一输入输出微带连接线、第二输入输出微带连接线和有耗滤波器的输出微带线相连；微带谐振器、第一输入输出微带连接线、第二输入输出微带连接线、输入输出微带线均印制在介质基板上，基片集成波导谐振器是由介质基板上的基片集成波导接地孔和介质基板上下的覆铜构成。进一步，微带谐振器Q值为278，基片集成波导谐振器的Q值为515；基片集成波导谐振器和微带谐振器构成非均匀Q值有耗滤波器属于平面有耗滤波器结构。进一步，微带谐振器的介质板材料为RT/duroid5880，相对介电常数为2.2，介质板厚度为0.787mm，覆铜厚度为0.018mm，损耗角正切为0.0009。进一步，微带谐振器采用半波长谐振器。进一步，两个左右对称的微带谐振器通过缝隙耦合形成低Q值子网络，两个基片集成波导谐振器通过开口耦合形成高Q值子网络。进一步，高Q值子网络和低Q值子网络平行放置构成有耗滤波器网络。本专利技术提供的混合结构的平面有耗滤波器，采用基片集成波导结构与微带谐振器结构相结合的混合结构，是一款全平面的有耗滤波器；基于非均匀Q值谐振器构成的有耗滤波器，其中高Q值谐振器为基片集成波导谐振器，加工简单，成本低廉；由于基片集成波导谐振器Q值介于微带谐振器和腔体谐振器之间，能实现微带谐振器和腔体谐振器实现不了的Q值；本专利技术的有耗滤波器属于平面结构，无交叉电阻性耦合，易于实现；有耗滤波器具有很窄的带宽，在本专利技术的具体实施例中，工作中心频率为1.984GHz，带宽为25MHz，相对带宽只有1.26％，远小于已报道的绝大部分有耗滤波器相对带宽。本专利技术能根据实际需求进行自适应改进，通过改变微带谐振器长度、基片集成波导谐振器大小来调节有耗滤波器工作频段；通过改变输入输出与谐振器的连接位置，改变外部Q值，通过改变微带谐振器之间的缝隙，并且改变基片集成波导谐振器之间开口大小，改变谐振器之间的耦合；从而满足不同的应用需求，设计简单灵活。附图说明图1是本专利技术实施例提供的混合结构的平面有耗滤波器结构示意图；图中：1、金属地板；2、介质基板；3、微带半波长谐振器；4、第一输入输出微带连接线；5、输入输出微带线；6、第二输入输出微带连接线；7、基片集成波导谐振器；8、基片集成波导接地孔；图2是本专利技术实施例提供的混合结构的平面有耗滤波器的侧视图；图3是本专利技术实施例提供的插入损耗和回波损耗仿真结果图；图中：S21是插入损耗仿真结果；S11是回波损耗仿真结果；图4是本专利技术实施例提供的插入损耗和回波损耗实测结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合结构的平面有耗滤波器，包括：金属地板、介质基板、第一输入输出微带连接线、输入输出微带线、第二输入输出微带连接线、谐振器；其特征在于，设置两个左右对称的微带谐振器和基片集成波导谐振器，输入输出微带线通过第一输入输出微带连接线、第二输入输出微带连接线分别连接到微带谐振器和基片集成波导谐振器上，微带谐振器和基片集成波导谐振器分别通过第一输入输出微带连接线、第二输入输出微带连接线和有耗滤波器的输出微带线相连；微带谐振器、第一输入输出微带连接线、第二输入输出微带连接线、输入输出微带线印制在介质基板上，基片集成波导谐振器是由介质基板上的基片集成波导接地孔和介质基板上下的覆铜构成。

【技术特征摘要】
1.一种混合结构的平面有耗滤波器，包括：金属地板、介质基板、第一输入输出微带连接线、输入输出微带线、第二输入输出微带连接线、谐振器；其特征在于，设置两个左右对称的微带谐振器和基片集成波导谐振器，输入输出微带线通过第一输入输出微带连接线、第二输入输出微带连接线分别连接到微带谐振器和基片集成波导谐振器上，微带谐振器和基片集成波导谐振器分别通过第一输入输出微带连接线、第二输入输出微带连接线和有耗滤波器的输出微带线相连；微带谐振器、第一输入输出微带连接线、第二输入输出微带连接线、输入输出微带线印制在介质基板上，基片集成波导谐振器是由介质基板上的基片集成波导接地孔和介质基板上下的覆铜构成；微带谐振器Q值为278，基片集成波导谐振器...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴秋逸，林明忠，史小卫，刘淑芳，赵小敏，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61