耦合微带结构及滤波器制造技术

本实用新型专利技术提供一种耦合微带结构及滤波器，所述耦合微带结构包括：介质基板(1)、介质基板(1)下表面的接地金属层(2)和介质基板(1)上表面的刻蚀电路层(3)，所述刻蚀电路层(3)包括输入耦合线(4)和输出耦合线(5)，还包括一个开路支节(6)，所述开路支节(6)位于输入耦合线(4)的末端。本实用新型专利技术在提高了耦合强度的情形下，同时为一种单面结构，结构简单，易于加工封装，可用于封闭式谐振器中。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及半导体器件
，尤其涉及一种耦合微带结构及滤波器。
技术介绍
在微波宽带滤波器中，强耦合的耦合线起到了非常重要的作用。但强耦合线很难在PCB板上实现，因为PCB板加工工艺能允许的最小线宽和线间距都为0.15mm。传统平行耦合微带线结构如图1所示，包括相互平行的输入微带线及输出微带线，为了实现强耦合，需要减小微带线宽度W1、W2和间距S，但传统PCB工艺能实现的最小线宽和线间距为0.15mm。为了加强耦合线间的耦合，科学家们提出了很多方法和新型结构。具有缺陷地结构(DGS)的平行耦合线被LeiZhu等人提出(Multilayeredcoupled-microstriplinestechniquewithaperturecompensationforinnovativeplanarfilterdesign)，从而加强了耦合线间的耦合。基于这种DGS技术，Cheng-HsienLiang等人将两条信号线布局到缺陷地中(EnhancedCouplingStructuresforTightCouplersandWidebandFilters)，进一步提高了耦合强度。此外，(Dual-BandMicrostripBandpassFilterUsingStepped-ImpedanceResonatorsWithNewCouplingSchemes)中输入耦合线被分成两个插指的结构，将输出耦合线位于两输入插指之间，由于该结构总共有三条耦合线，从而加强了耦合。在实现本技术的过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在如下技术问题：DGS技术由于地平面不能完全接地，需要一种特殊的封装，从而增加了制作难度。插指耦合的结构在滤波器的谐振器为封闭的情况下无法使用，如在开环谐振器中、环谐振器中无法使用。
技术实现思路
本技术提供的一种耦合微带结构及滤波器，在提高了耦合强度的情形下，同时为一种单面结构，结构简单，易于加工封装，可用于封闭式谐振器中。本技术提供一种耦合微带结构，所述耦合微带结构包括：介质基板(1)、介质基板(1)下表面的接地金属层(2)和介质基板(1)上表面的刻蚀电路层(3)，所述刻蚀电路层(3)包括输入耦合线(4)和输出耦合线(5)，还包括一个开路支节(6)，所述开路支节(6)位于输入耦合线(4)的末端。可选地，所述开路支节(6)的长度为其中λg为工作中心频率的波导波长，LC为输出耦合线的长度。可选地，所述开路支节(6)与所述输入耦合线(4)之间的夹角任意可选。本技术还提供一种滤波器，所述滤波器包括上述所述的耦合微带结构。本技术实施例提供的耦合微带结构及滤波器，通过在输入耦合线的末端设置开路支节来加强输入耦合线与输出耦合线的强度，形成的耦合微带结构为平面结构，结构简单，易于加工封装，同时可用于封闭式谐振器中。附图说明图1为现有的平行耦合微带结构示意图；图2为本技术提供的耦合微带结构示意图；图3为本技术提供的滤波器的结构示意图；图4为本技术提供的滤波器回波损耗与开路支节长度之间的关系图；图5本技术提供的带通滤波器的仿真与测试结果。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。本技术提供一种耦合微带结构，如图2所示，所述耦合微带结构包括：介质基板1、介质基板1下表面的接地金属层2和介质基板1上表面的刻蚀电路层3，所述刻蚀电路层3包括输入耦合线4和输出耦合线5，还包括一个开路支节6，所述开路支节6位于输入耦合线4的末端。本技术实施例提供的耦合微带结构，通过在输入耦合线的末端设置开路支节来加强输入耦合线与输出耦合线的强度，形成的耦合微带结构为平面结构，结构简单，易于加工封装，同时可用于封闭式谐振器中。可选地，所述开路支节6的长度为其中λg为工作中心频率的波导波长，LC为输出耦合线的长度。可选地，所述开路支节6与所述输入耦合线4之间的夹角任意可选。本技术在不改变传统耦合微带线宽度W1、W2和间距S的前提下，在输入耦合线4的末端加了一个开路支节6。调节开路支节的长度L可以改变输入耦合线4上的电流。当开路支节长度时，耦合强度最大，其中λg为工作中心频率的波导波长，LC为输出耦合线的长度。应用本技术，首先确定本技术的应用场合(滤波器或耦合器等器件)，工作的中心频率fC及所需的耦合强度大小。其次选择PCB板材，明确板材的相对介电常数及厚度。根据所应用的场合的需求，确定输出耦合线的宽度W2和长度LC，选取尽可能小的输入耦合线宽度W1和间距S，调节开路支节的长度L使本技术的耦合强度达到所需的强度，从而提高器件的性能。图3为本技术提供的耦合结构的具体实施方式，该耦合结构应用于带通滤波器中，作为滤波器的输入耦合结构和输出耦合结构。所用介质基板为RogersRO4350，其相对介电常数为3.5，厚度为0.762mm。带通滤波器中心频率fC＝3.6GHz，带宽为10％。输出耦合线为滤波器的方形谐振器的一个边，宽度根据谐振器的要求设置为W2＝1.66mm，长度LC＝7.84mm。输入耦合线的宽度取尽可能小的值，取W1＝0.2mm，经理论计算所需的输入输出耦合强度约为0.07，调整耦合线开路支节使得L＝4.1mm，使之达到所需的耦合强度。优化得到图3所示的最终尺寸，其中W1＝0.2mm，S＝0.15mm，S1＝0.2mm，S2＝0.32mm，g＝0.5mm，a＝5mm，R＝0.1mm。图4为当耦合开路支节长度变化时，滤波器的插入损耗，回波损耗变化图。其中S21为插入损耗参数，S11为回波损耗参数。可见当长度L为0时，即传统耦合结构，滤波器的回波损耗不到5dB。当L变为时，滤波器回波损耗达到15dB。当L继续增大时，滤波器回波损耗又开始变小。图5是本技术实施例中带通滤波器的仿真与测试结果，可见实测的滤波器回波损耗与设计值匹配良好。证明了该耦合结构的可行性。本技术还提供一种滤波器，所述滤波器包括上述所述的耦合微带结构。本技术提供的耦合结构可应用于各种需要强耦合的微波器件中，特别适用于宽带滤波器的输入输出耦合。可直接印制在高频PCB板上。实际耦合结构的线宽、线长随所应用的场合、中心频率fC及PCB板材的不同而不同。以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耦合微带结构，其特征在于，包括：介质基板(1)、介质基板(1)下表面的接地金属层(2)和介质基板(1)上表面的刻蚀电路层(3)，所述刻蚀电路层(3)包括输入耦合线(4)和输出耦合线(5)，还包括一个开路支节(6)，所述开路支节(6)位于输入耦合线(4)的末端。

【技术特征摘要】
1.一种耦合微带结构，其特征在于，包括：介质基板(1)、介质基板(1)下表面的接地金属层(2)和介质基板(1)上表面的刻蚀电路层(3)，所述刻蚀电路层(3)包括输入耦合线(4)和输出耦合线(5)，还包括一个开路支节(6)，所述开路支节(6)位于输入耦合线(4)的末端。2.根据权利要求1所述的耦合微...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈仙红，张立军，冷永清，徐灿，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：新型
国别省市：北京;11