一种堆叠式三阶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堆叠式三阶基片集成波导滤波器，其包括：依次堆叠分布的顶面金属层、第一介质基板、第一中间金属层、第二介质基板、第二中间金属层、第三介质基板及底面金属层；第一介质基板、第二介质基板及第三介质基板上分别形成第一谐振腔、第二谐振腔及第三谐振腔；顶面金属层上设置有输入端口，底面金属层上设置有输出端口；第一中间金属层用于调节第一谐振腔与第二谐振腔之间的磁耦合系数，以获取第一传输零点；第二中间金属层用于调节第二谐振腔与第三谐振腔之间的电耦合系数，以获取第二传输零点。本发明专利技术的堆叠式三阶基片集成波导滤波器，调节电磁耦合强度，获取额外的传输零点，在不改变现有尺寸同时，大大改善了频选和谐波抑制特性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及基片集成波导滤波器
，特别涉及一种堆叠式三阶基片集成波导滤波器。
技术介绍
随着移动通信和卫星通信等方面的迅猛发展，对微波集成电路提出了更高的要求。高可靠的设备要求微波集成电路在满足电气性能指标的同时，应尽可能减小电路占用面积。高品质因数(Q值)、等时延、带内低插入损耗、带外高抑制特性的窄带带通滤波器越来越多的被人们重视。其中高品质因数和等时延不会对信号的相位产生影响；较低的带内插损则不会在过滤信号时对有用的频谱产生影响；带外较高的抑制特性则会对无用的频谱信号进行抑制，从而使得获取的信号更容易被识别，不会为噪声所影响。基片集成波导技术是基于波导结构集成化思想而提出的，它一般通过在双面覆铜的低损耗介质基片上下金属面间引入周期性金属化通孔阵列，这样上下金属面相当于介质填充矩形波导的宽边。自基片集成波导技术产生以后，首先被大量的应用到各种带通滤波器的设计中，通过引入多个传输零点来改善其频选特性的同时，会由于多个谐振器的存在造成电路面积的增大和通带内插入损耗的恶化。经对现有的基片集成波导滤波器进行检索后发现，为了实现小型化，将基片集成波导垂直堆叠，如IEEETRANS.ONMICROWAVEANDTHEORYTECHNOLOGY第55卷中发表的滤波器(DesignofverticallystackedwaveguidefiltersinLTCC)一文，通过级联四个基片集成波导谐振器来获取准椭圆特性，从而达到改善边带陡峭性的目的。然而，其需要多层工艺才能实现，通带的寄生特性较差，对于无用信号即噪声的抑制度不够。
技术实现思路
本专利技术针对上述现有技术中存在的问题，提出一种堆叠式三阶基片集成波导滤波器，其可以看成是由两个二阶基片集成波导滤波器级联而成，改变了两个二阶滤波器的耦合系数性质，可以独立控制该三阶滤波器的传输零点，从而达到改善滤波器频率选择性的目的。为解决上述技术问题，本专利技术是通过如下技术方案实现的：本专利技术提供一种堆叠式三阶基片集成波导滤波器，其包括：依次堆叠分布的顶面金属层、第一中间金属层、第二中间金属层以及底面金属层，其中，所述顶面金属层与所述第一中间金属层之间、所述第一中间金属层与所述第二中间金属层之间以及所述第二中间金属层与所述底面金属层之间分别设置有：第一介质基板、第二介质基板以及第三介质基板；所述第一介质基板、所述第二介质基板以及所述第三介质基板上分别形成第一谐振腔、第二谐振腔以及第三谐振腔；顶面金属层上设置有输入端口，所述底面金属层上设置有输出端口；所述第一中间金属层用于调节所述第一谐振腔与所述第二谐振腔之间的磁耦合系数，以获取第一传输零点；所述第二中间金属层用于调节所述第二谐振腔与所述第三谐振腔之间的电耦合系数，以获取第二传输零点。较佳地，所述第一介质基板、所述第二介质基板以及所述第三介质基板中设置有金属化过孔。较佳地，所述第一介质基板中的金属化过孔包括多个，且多个所述金属化过孔沿所述第一介质基板的边缘呈阵列排布，以形成所述第一谐振腔；和/或，所述第二介质基板中的金属化过孔包括多个，且多个所述金属化过孔沿所述第二介质基板的边缘呈阵列排布，以形成所述第二谐振腔；和/或，所述第三介质基板中的金属化中的金属化过孔包括多个，且多个所述金属化过孔沿所述第三介质基板的边缘呈阵列排布，以形成所述第三谐振腔。较佳地，所述第一中间金属层上设置有：第一开孔以及第一开槽，用于在低边带获取第一传输零点；所述第二中间金属层上设置有：第二开孔以及第二开槽，用于在高边带获取第二传输零点。较佳地，所述第一开孔的尺寸、所述第一开孔偏离所述第一中间金属层的中心位置以及所述第一开槽的尺寸用于调节所述第一传输零点的位置。较佳地，所述第二开孔的尺寸、所述第二开孔偏离所述第二中间金属层的中心位置的距离以及所述第二开槽的尺寸用于调节所述第二传输零点的位置。较佳地，所述第一开槽的尺寸以及所述第二开孔的尺寸分别用于调节所述磁耦合系数以及所述电耦合系数的大小。较佳地，所述输入端口以及所述输出端口为化学腐蚀出的共面波导微带电路。较佳地，所述输入端口与所述输出端口相对于所述堆叠式三阶基片集成波导滤波器呈中心对称结构。相较于现有技术，本专利技术具有以下优点：(1)本专利技术提供的堆叠式三阶基片集成波导滤波器，可以看成是两个二阶集成波导滤波器的垂直堆叠，通过分析两个基片集成波导滤波器之间的混合电、磁耦合，实现可以控制的传输零点从而得到较好的频率选择性；(2)本专利技术通过在中间层开开孔及开槽的方法，调节电磁耦合强度，获取额外的传输零点，对比现有的滤波器结构，本专利技术在不改变几何尺寸同时，大大改善了其频选和谐波抑制特性；(3)本专利技术将混合耦合引入至三阶基片集成波导交叉耦合滤波器中，在传统三阶基片集成波导交叉耦合结构中得到了准椭圆特性，采用新颖的堆叠耦合拓扑来实现高性能基片集成波导元件，大大改善了其频选特性的同时又不会造成电路面积的增大和通带内插入损耗的恶化；(4)本专利技术的堆叠式三阶基片集成波导滤波器，采用化学腐蚀，即印刷电路板的结构，便于加工。当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。附图说明下面结合附图对本专利技术的实施方式作进一步说明：图1为本专利技术的实施例的堆叠式三阶基片波导滤波器的结构示意图；图2a为本专利技术的实施例的磁耦合占控制地位的二阶基片集成波导滤波器的结构图；图2b为图2a的俯视图；图2c为图2a的二阶基片集成波导滤波器的输入端口到输出端口的传输特性曲线图；图2d为磁耦合占控制地位时，耦合系数随圆孔尺寸rad1、偏移中心腔体的距离diff1及缝隙长度Ls1的变化情况图；图3a为本专利技术的实施例的电耦合占控制地位的二阶基片集成波导滤波器的结构图；图3b为图3a的俯视图；图3c为图3a的二阶基片集成波导滤波器的输入端口到输出端口的传输特性曲线图；图4为本专利技术的实施例的堆叠式三阶基片集成波导滤波器中带宽随Ls1，rad2的变化情况图；图5a为本专利技术的实施例的堆叠式三阶基片集成波导滤波器的输入端口的尺寸示意图；图5b为本专利技术的实施例的堆叠式三阶基片集成波导滤波器的输出端口的尺寸示意图；图6a为本专利技术的实施例的堆叠式三阶基片集成波导滤波器的传输零点随L3的变化图；图6b为本专利技术的实施例的堆叠式三阶基片集成波导滤波器的传输零点随L4的变化图；图7为本专利技术的实施例的堆叠式三阶基片集成波导滤波器的输入端口到输出端口的传输特性曲线图。标号说明：1-顶面金属层，2-第一中间金属层，3-第二中间金属层，4-底面金属层，5-第一介质基板，6-第二介质基板，7-第三介质基板，8-输入端口，9-输出端口，10-第一开孔，11-第二开孔，12-第一开槽，13-第二开槽。具体实施方式下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。结合图1-图7，对本专利技术的堆叠式三阶基片集成波导滤波器进行详细描述，其结构示意图如图1所示，其包括：依次堆叠的顶面金属层1、第一中间金属层2、第二中间金属层3以及底面金属层4，顶面金属层1与第一中间金属层2之间设置有第一介质基板5，第一中间金属层2和第二中间金属层3之间设置有第二介质基板6，第二中间金属层2与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种堆叠式三阶基片集成波导滤波器，其特征在于，包括：依次堆叠分布的顶面金属层、第一中间金属层、第二中间金属层以及底面金属层，其中，所述顶面金属层与所述第一中间金属层之间、所述第一中间金属层与所述第二中间金属层之间以及所述第二中间金属层与所述底面金属层之间分别设置有：第一介质基板、第二介质基板以及第三介质基板；所述第一介质基板、所述第二介质基板以及所述第三介质基板上分别形成第一谐振腔、第二谐振腔以及第三谐振腔；顶面金属层上设置有输入端口，所述底面金属层上设置有输出端口；所述第一中间金属层用于调节所述第一谐振腔与所述第二谐振腔之间的磁耦合系数，以获取第一传输零点；所述第二中间金属层用于调节所述第二谐振腔与所述第三谐振腔之间的电耦合系数，以获取第二传输零点。

【技术特征摘要】
1.一种堆叠式三阶基片集成波导滤波器，其特征在于，包括：依次堆叠分布的顶面金属层、第一中间金属层、第二中间金属层以及底面金属层，其中，所述顶面金属层与所述第一中间金属层之间、所述第一中间金属层与所述第二中间金属层之间以及所述第二中间金属层与所述底面金属层之间分别设置有：第一介质基板、第二介质基板以及第三介质基板；所述第一介质基板、所述第二介质基板以及所述第三介质基板上分别形成第一谐振腔、第二谐振腔以及第三谐振腔；顶面金属层上设置有输入端口，所述底面金属层上设置有输出端口；所述第一中间金属层用于调节所述第一谐振腔与所述第二谐振腔之间的磁耦合系数，以获取第一传输零点；所述第二中间金属层用于调节所述第二谐振腔与所述第三谐振腔之间的电耦合系数，以获取第二传输零点。2.根据权利要求1所述的堆叠式三阶基片集成波导滤波器，其特征在于，所述第一介质基板、所述第二介质基板以及所述第三介质基板中设置有金属化过孔。3.根据权利要求2所述的堆叠式三阶基片集成波导滤波器，其特征在于，所述第一介质基板中的金属化过孔包括多个，且多个所述金属化过孔沿所述第一介质基板的边缘呈阵列排布，以形成所述第一谐振腔；和/或，所述第二介质基板中的金属化过孔包括多个，且多个所述金属化过孔沿所述第二介质基板的边缘呈阵列排布，以形成所述第二谐振腔；和/或，所述第三介质基板...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈玮，雒寒冰，吴毓颖，张鑫裴，陈桂莲，李振海，
申请(专利权)人：上海航天测控通信研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31