一种小型化基片集成波导高通滤波器制造技术

本发明专利技术涉及一种小型化基片集成波导高通滤波器，包括覆盖于介质层上、下表面的金属层和连接上下两层铜箔的金属化过孔。其中金属化过孔垂直于上、下金属层面，并与介质层一起组成类似波导的结构，通过波导到微带过渡接入微波毫米波电路系统。具有体积小、成本低、方便与系统集成、低差损、高抑制度等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于毫米波波导滤波
，涉及基于基片集成波导技术的小型化滤波器。
技术介绍
毫米波在雷达通信、卫星通信和导航等领域中有着越来越广泛的应用，而滤波器作为毫米波接收机的重要部件，也扮演着举足轻重的角色，其滤波性能是影响接收机性能的重要因素之一。为适应电子及无线电通信等行业的迅速发展，微波毫米波系统正朝着小型化、高性能、低成本等方面快速发展，毫米波滤波器作为毫米波系统的重要部件，也面临着越来越高的要求，如：更小的体积、更低的差损、带外更高的抑制、更低的成本、更便捷的与系统集成。基片集成波导兼具波导和平面电路的优势，具有相对较高的Q值和易于集成的优点。基片集成波导通过基片上金属化的过孔与上下金属层连接，形成类似波导的结构形式。这种结构形式继承了波导和平面电路的优势，必定会在微波毫米波系统中扮演重要角色。
技术实现思路
要解决的技术问题为了解决现有的滤波器体积大的问题，本专利技术提出一种小型化基片集成波导高通滤波器。技术方案一种小型化基片集成波导高通滤波器，其特征在于包括介质基片、覆盖于介质基片两面的上金属层和下金属层、贯穿于介质基片的多个金属化过孔；上金属层包括50欧姆输入微带线、输入微带到基片集成波导过渡段、基片集成波导、输出微带到基片集成波导过渡段和50欧姆输出微带线，金属化过孔位于基片集成波导内，下金属层为金属地；所述的基片集成波导的宽边WS与矩形波导的宽边WR的转化公式如下：a‾=WRWS=ξ1+ξ2pd+ξ1+ξ2-ξ3ξ3-ξ1]]>ξ1=1.0198+0.3465WSp-1.0684]]>ξ2=-0.1183-1.2729WSp-1.2010]]>ξ3=1.0082-0.9163WSp+0.2152]]>其中，d为金属过孔直径，p为金属过孔距离。所述的金属化过孔为14个，过孔半径为0.3毫米。所述的介质基片(5)为Rogers5880。有益效果本专利技术提出的一种小型化基片集成波导高通滤波器，具有体积小、成本低、结构简单、方便与系统集成、低差损、高抑制度等优点。附图说明图1基片集成波导高通滤波器顶视图图2基片集成波导滤波器底视图图3基片集成波导高通滤波器侧视图图4基片集成波导高通滤波器S参数仿真曲线具体实施方式现结合实施例、附图对本专利技术作进一步描述：小型化基片集成高通滤波器的组成包括覆盖于介质层上、下表面的金属层和连接上下两层铜箔的金属化过孔。其中金属化过孔垂直于上、下金属层面，并与介质层一起组成类似波导的结构，通过波导到微带过渡接入微波毫米波电路系统，如图1、图2、图3所示。一种基片集成波导滤波器包括：一片介质基片，在这里使用Rogers5880，见图1、图3中5所示，覆盖于基片上、下的金属层，如图1、2、3中，3、6所示，贯穿于顶底层的金属化过孔，如图1、图2、图3中，4所示。图1中1为50欧姆带线，2为微带到基片集成波导过渡。在毫米波变频单元中，经常会遇到需要将X波段通过上变频，变化到Ka频段输出的情况，在输出端X波段是不需要的信号，必须滤除。使用MEMS滤波器虽然可以滤除X波段信号，但是除了需要付出高昂的成本，还需要复杂的微组装装配工艺配合。使用传统的波导滤波器不仅体积大，要求结构加工精度高，而且使得整个系统装配变得更加复杂，降低了整个系统的可靠性。使用传统的微带线滤波器，虽然装配简单，但是却需要较大的空间，与系统小型化设计要求违背。根据以上分析这里设计一款小型化毫米波高通滤波器，设计指标：通带范围：30GHz-35GHz；阻带范围：2GHz-10GHz；沿信号传输方向尺寸：3mm；插入损耗：≤0.5dB；频率抑制度：≥30dB。本专利技术采用如下方法确定基片集成波导滤波器宽边初始长度。假设WR为矩形波导的宽边，WS为基片集成波导的宽边(对应图中为两个金属化过孔之间的横向距离)，d为金属通孔直径，p为金属通孔距离，基片集成波导和传统矩形波导的对应关系可以用以下公式表示：a‾=WRWS=ξ1+ξ2pd+ξ1+ξ2-ξ3ξ3-ξ1]]>公式1ξ1=1.0198+0.3465WSp-1.0684]]>公式2ξ2=-0.1183-1.2729WSp-1.2010]]>公式3ξ3=1.0082-0.9163WSp+0.2152]]>公式4使用电磁仿真软件对WS初始长度进行优化调整，最终得到如图4所示结果。由仿真结果可以看出，在通带范围内插入损耗＜0.5dB，在阻带范围内频率抑制度＞30dB，经测试滤波器沿传输线长度等于3mm，由此可以看出：本专利所提出的设计方案具有：体积小、成本低、结构简单、方便与系统集成、低差损、高抑制度。本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本专利技术的原理，应被理解为本专利技术的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本专利技术公开的这些技术启发做出各种不脱离本专利技术实质的其他变形和组合，这些变形和组合仍在本专利技术的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小型化基片集成波导高通滤波器，其特征在于包括介质基片(5)、覆盖于介质基片(5)两面的上金属层(3)和下金属层(6)、贯穿于介质基片的多个金属化过孔(4)；上金属层(3)包括50欧姆输入微带线、输入微带到基片集成波导过渡段、基片集成波导、基片集成波导到输出微带过渡段和50欧姆输出微带线，金属化过孔(4)位于基片集成波导内，下金属层(6)为金属地；所述的基片集成波导的宽边WS与矩形波导的宽边WR的转化公式如下：a‾=WRWS=ξ1+ξ2pd+ξ1+ξ2-ξ3ξ3-ξ1]]>ξ1=1.0198+0.3465WSp-1.0684]]>ξ2=-0.1183-1.2729wSp-1.2010]]>ξ3=1.0082-0.9163wSp+0.2152]]>其中，d为金属过孔直径，p为金属过孔距离。

【技术特征摘要】
1.一种小型化基片集成波导高通滤波器，其特征在于包括介质基片(5)、覆盖于介
质基片(5)两面的上金属层(3)和下金属层(6)、贯穿于介质基片的多个金属
化过孔(4)；上金属层(3)包括50欧姆输入微带线、输入微带到基片集成波导
过渡段、基片集成波导、基片集成波导到输出微带过渡段和50欧姆输出微带线，
金属化过孔(4)位于基片集成波导内，下金属层(6)为金属地；所述的基片集
成波导的宽边WS与矩形波导的宽边WR的转化公式如下：
a‾=WRWS=ξ1+ξ2pd+ξ1+ξ2...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵宇博，范力思，荀民，姚玮，
申请(专利权)人：西安电子工程研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61