四分之一结构基片集成波导双通带电调谐滤波器制造技术

本发明专利技术提供一种四分之一结构基片集成波导双通带电调谐滤波器，包括介质基板、介质基板上表面的四分之一覆铜结构、介质基板下表面的下层金属铜；四分之一覆铜结构上设有构成基片集成波导的金属化通孔，四分之一覆铜结构左下侧是50欧姆输入微带线，四分之一覆铜结构内部L型槽的右侧有一个互补方形螺旋谐振环；50欧姆过渡微带线右侧是一个大方形金属平面，大方形金属平面中心有一个倒凹型打孔金属片，其中心设有中心过孔，四分之一覆铜结构和50欧姆输入微带线下方包括六个方形金属焊盘，该滤波器具有体积小，插入损耗低、中心频率连续可调、带外抑制高、加载直流馈电方便、调谐速度快、调谐方便等特点。

1/4 structure substrate integrated waveguide double pass charged tunable filter

The present invention provides a structure of 1/4 substrate integrated waveguide double charged tuned filter includes a dielectric substrate, a dielectric substrate on the lower surface of metal copper on the surface of the 1/4 copper clad structure, dielectric substrate; metal structure is provided with a 1/4 copper substrate integrated wave guide hole, 1/4 copper clad structure on the left is a 50 ohm input microstrip line, 1/4 copper clad structure within the L slot on the right side there is a complementary square spiral resonator; on the right side of the 50 ohm microstrip line transition is a large square planar metal, large square planar metal center has an inverted concave perforated metal sheet, and the center is provided with a center hole, covering 1/4 the structure of copper and 50 ohm input microstrip line below includes six square metal pad, the filter has the advantages of small volume, low insertion loss, the center frequency can be adjusted continuously, with The characteristics of high external suppression, convenient loading DC feed, fast tuning speed, convenient tuning and so on.

【技术实现步骤摘要】
四分之一结构基片集成波导双通带电调谐滤波器
本专利技术涉及属于微波毫米波
，具体是一种四分之一结构基片集成波导双通带电调谐滤波器。
技术介绍
随着现代无线通信的不断发展，在不同频段存在着大量无线通信业务，尤其是随着软件无线电技术的发展，迫切需要发展具有多频段覆盖能力且功能特性可调谐的射频前端。射频滤波器是无线通信射频前端的重要组成部分，被广泛用于对频带以外射频信号的抑制，达到频带选择、抑制镜像干扰、降低接机交调失真等目的，具有频率响应可调谐特性的可调射频滤波器将是未来无线通信系统的重要支撑，根据GSM,CDMA,LTE等多个通信制式的划分，对工作在不同制式下的滤波器有着不同的指标要求。传统的解决方案是使用射频开关选择相应指标的滤波器，这对通信系统的体积和成本都形成负担，而且随着需要集成的通信制式越来越多，切换式的滤波器显得越来越不可取。相对于不可调滤波器和射频开关的组合，采用可调滤波器实现通信制式切换成为未来的发展趋势。可调射频无源器件如可调滤波器、波束可调天线等最早在电子对抗、雷达等军电装备中使用。常用的可调方法分为谐振器机械形变可调，包括机械式结构可调、压电可调等；谐振器加载可调元件，包括半导体变容二极管、MEMS(MicroElectrolMechanicalSystems)可调电容及电感、铁电可调电容、液晶可调电容、可调电感等；谐振器加载可调谐开关元件，如MEMS射频开关、PIN开关、机械开关等；以及介质谐振器材料可调，如钇铁石榴YIG(yttriumirongarnet)、铁电可调等。随着时间的推移，可调谐滤波器正在向着小型化、平面化、轻量化、高集成度的方向发展。由于调谐元件的引入，可调谐滤波器的损耗通常大于普通滤波器，为了改善可调谐滤波器的损耗特性，引入基片集成波导技术，它相比于金属波导和平面微带结构，基片集成波导它的Q值高，重量轻，损耗小，功率容量大，成本低，易于与其它平面电路集成。四分之一结构的基片集成波导结构是基片集成波导结构的四分之一，十分具有小型化的作用。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种四分之一结构基片集成波导双通带电调谐滤波器。为实现上述专利技术目的，本专利技术技术方案如下：一种四分之一结构基片集成波导双通带电调谐滤波器，包括介质基板、介质基板上表面的四分之一覆铜结构、介质基板下表面的下层金属铜；所述四分之一覆铜结构上设有构成基片集成波导的金属化通孔，四分之一覆铜结构左下侧是50欧姆输入微带线，50欧姆输入微带线的上方、构成基片集成波导的金属化通孔右侧设置有一个L型槽作为共面波导输入端；四分之一覆铜结构内部L型槽的右侧有一个互补方形螺旋谐振环；在四分之一覆铜结构右侧是50欧姆过渡微带线；四分之一覆铜结构边缘一侧的一排均匀的金属化通孔贯穿上表面敷铜层、介质基板、下层敷铜层，这样由上层敷铜层、介质基板、下层覆铜层、以及边缘一排均匀的金属化通孔一起构成了四分之一覆铜结构基片集成波导。所述50欧姆过渡微带线右侧是一个大方形金属平面，大方形金属平面顶部中心连接50欧姆输出微带线，50欧姆过渡微带线上下两侧设有一对L型槽，50欧姆输出微带线左右两侧设有一对L型槽，大方形金属平面的四个直角被四个小正方形切掉，留下四个切口；大方形金属平面中心有一个倒凹型打孔金属片，其中心设有中心过孔，在倒凹型打孔金属片下方设有一方形金属片，倒凹型打孔金属片和方形金属片之间焊接有普通电容；所述四分之一覆铜结构和50欧姆输入微带线下方是偏置电路，包括：六个方形金属焊盘，在第一方形金属焊盘和第二方形金属焊盘之间焊接有限流电阻，第二方形金属焊盘和第三方形金属焊盘之间焊接有扼流电感，在第二方形金属焊盘和第四方形金属焊盘之间焊接有接地电容，在第三方形金属焊盘和第五方形金属焊盘之间焊接有隔直电容，在第三方形金属焊盘和第六方形金属焊盘之间焊接有变容二极管，在第六方形金属焊盘和第一方形金属焊盘下部分别设有第一矩形打孔金属片、第二矩形打孔金属片，第一矩形打孔金属片、第二矩形打孔金属片上设有接地金属化通孔，第一方形金属焊盘和第二矩形打孔金属片之间是直流电源，直流电源通过第一方形金属焊盘对电路施加偏压而通过第二矩形打孔金属片进行接地，第六方形金属焊盘和第一矩形打孔金属片相连接用于接地；第五方形金属焊盘连接四分之一覆铜结构中的互补方形螺旋谐振环的中心和普通电容，其下面通过隔直电容连接第三方形金属焊盘，四分之一覆铜结构及大方形金属平面的下面和所述偏置电路之间通过平行的隔离性金属化通孔进行隔离。作为优选方式，四分之一覆铜结构和50欧姆过渡微带线的连接处设有一个金属直角三角形。作为优选方式，第一方形金属焊盘、第二方形金属焊盘、第三方形金属焊盘、第六方形金属焊盘位于同一水平线上，第五方形金属焊盘位于第三方形金属焊盘上方，第四方形金属焊盘位于第二方形金属焊盘下方。作为优选方式，所述互补方形螺旋谐振环包括内环和外环，其中内环与外环相接，两个谐振环的宽度和间距相等。本专利技术的有益效果为：1.本专利技术采用基片集成波导技术，相比于微带线，它Q值高，重量轻，损耗小，功率容量大，成本低，易于与其它平面电路集成。四分之一覆铜结构基片集成波导是基片集成波导沿中心横向和纵向切掉而得到的四分之一结构，结构大大减小，具有小型化的作用。2.由于采用基片集成波导技术，由基片集成波导的等效尺寸与谐振频率的关系可知，谐振频率越小，尺寸越大，所以采用基片集成波导技术的低频滤波器极不容易实现，本专利技术一个优点是采用互补螺旋谐振环，使得谐振频率急剧减小，因此由互补螺旋谐振环控制其谐振频率，使得外部四分之一结构基片集成波导的尺寸大大减小。3.本专利技术由四分之一覆铜结构基片集成波导和互补方形螺旋谐振环产生第一通带，并有一个传输零点，而由50欧姆过渡、输出微带线两边各有一对L型槽，这四个L型槽的作用是对滤波器的电流分布形成微扰，激励起双模，产生第二通带，并有很好的谐波抑制作用，大方形金属平面的四个直角被四个小正方形切掉是为了降低阻抗，使得谐振频率降低。4.本专利技术在大方形金属平面中心有一个倒凹型打孔金属片及中心过孔，在倒凹型打孔金属片下部有一方形金属片，这里是将倒凹型打孔金属片与方形金属片之间焊接一个电容，目的是在外加偏置电压作用下，抑制高次谐波效应。5.本专利技术在50欧姆微带线后采用L型共面波导形式过渡到谐振腔，可以极大的减少反射；四分之一覆铜结构下侧有一排沿结构平行的金属化过孔，其目的是减少焊盘与四分之一覆铜结构以及大方形金属平面之间的耦合而影响滤波器的性能；为了防止电压通过基片集成波导进入矢量网络分析仪而造成损害，在焊盘之间焊接有还有扼流电感，扼流电感是为了隔交流通直流。6.本专利技术可以通过要求而改进互补螺旋谐振环的半径、四个L型槽的长度和宽度、控制不同的频段的通带，具有广泛的应用市场。该滤波器具有体积小，插入损耗低、中心频率连续可调、带外抑制高、加载直流馈电方便、调谐速度快、调谐方便等特点。附图说明图1为本专利技术提供的四分之一结构基片集成波导双通带电调谐滤波器的俯视图。图2为本专利技术提供的四分之一结构基片集成波导双通带电调谐滤波器的侧视图。图3为图1的底部结构示意图。图4为图1中变容二极管施加偏置电压时的回波损耗S11、插入损耗S21曲线、以及曲线的局部放本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种四分之一结构基片集成波导双通带电调谐滤波器，其特征在于：包括介质基板(1)、介质基板(1)上表面的四分之一覆铜结构(21)、介质基板(1)下表面的下层金属铜(22)；所述四分之一覆铜结构(21)上设有构成基片集成波导的金属化通孔(31)，四分之一覆铜结构(21)左下侧是50欧姆输入微带线(41)，50欧姆输入微带线(41)的上方、构成基片集成波导的金属化通孔(31)右侧设置有一个L型槽(5)作为共面波导输入端；四分之一覆铜结构(21)内部L型槽(5)的右侧有一个互补方形螺旋谐振环(6)；在四分之一覆铜结构(21)右侧是50欧姆过渡微带线(42)；所述50欧姆过渡微带线(42)右侧是一个大方形金属平面(23)，大方形金属平面(23)顶部中心连接50欧姆输出微带线(43)，50欧姆过渡微带线(42)上下两侧设有一对L型槽(81、82)，50欧姆输出微带线(43)左右两侧设有一对L型槽(83、84)，大方形金属平面(23)的四个直角被四个小正方形切掉，留下四个切口(91、92、93、94)；大方形金属平面(23)中心有一个倒凹型打孔金属片(10)，其中心设有中心过孔(34)，在倒凹型打孔金属片(10)下方设有一方形金属片(11)，倒凹型打孔金属片(10)和方形金属片(11)之间焊接有普通电容(19)；所述四分之一覆铜结构(21)和50欧姆输入微带线(41)下方是偏置电路，包括：六个方形金属焊盘(121‑126)，在第一方形金属焊盘(121)和第二方形金属焊盘(122)之间焊接有限流电阻(14)，第二方形金属焊盘(122)和第三方形金属焊盘(123)之间焊接有扼流电感(15)，在第二方形金属焊盘(122)和第四方形金属焊盘(124)之间焊接有接地电容(16)，在第三方形金属焊盘(123)和第五方形金属焊盘(125)之间焊接有隔直电容(17)，在第三方形金属焊盘(123)和第六方形金属焊盘(126)之间焊接有变容二极管(18)，在第六方形金属焊盘(126)和第一方形金属焊盘(121)下部分别设有第一矩形打孔金属片(131)、第二矩形打孔金属片(132)，第一矩形打孔金属片(131)、第二矩形打孔金属片(132)上设有接地金属化通孔(33)，第一方形金属焊盘(121)和第二矩形打孔金属片(132)之间是直流电源(20)，直流电源(20)通过第一方形金属焊盘(121)对电路施加偏压而通过第二矩形打孔金属片(132)进行接地，第六方形金属焊盘(126)和第一矩形打孔金属片(131)相连接用于接地；第五方形金属焊盘(125)连接四分之一覆铜结构(21)中的互补方形螺旋谐振环(6)的中心和普通电容(19)，其下面通过隔直电容(17)连接第三方形金属焊盘(123)，四分之一覆铜结构(21)及大方形金属平面(23)的下面和所述偏置电路之间通过平行的隔离性金属化通孔(32)进行隔离。...

【技术特征摘要】
1.一种四分之一结构基片集成波导双通带电调谐滤波器，其特征在于：包括介质基板(1)、介质基板(1)上表面的四分之一覆铜结构(21)、介质基板(1)下表面的下层金属铜(22)；所述四分之一覆铜结构(21)上设有构成基片集成波导的金属化通孔(31)，四分之一覆铜结构(21)左下侧是50欧姆输入微带线(41)，50欧姆输入微带线(41)的上方、构成基片集成波导的金属化通孔(31)右侧设置有一个L型槽(5)作为共面波导输入端；四分之一覆铜结构(21)内部L型槽(5)的右侧有一个互补方形螺旋谐振环(6)；在四分之一覆铜结构(21)右侧是50欧姆过渡微带线(42)；所述50欧姆过渡微带线(42)右侧是一个大方形金属平面(23)，大方形金属平面(23)顶部中心连接50欧姆输出微带线(43)，50欧姆过渡微带线(42)上下两侧设有一对L型槽(81、82)，50欧姆输出微带线(43)左右两侧设有一对L型槽(83、84)，大方形金属平面(23)的四个直角被四个小正方形切掉，留下四个切口(91、92、93、94)；大方形金属平面(23)中心有一个倒凹型打孔金属片(10)，其中心设有中心过孔(34)，在倒凹型打孔金属片(10)下方设有一方形金属片(11)，倒凹型打孔金属片(10)和方形金属片(11)之间焊接有普通电容(19)；所述四分之一覆铜结构(21)和50欧姆输入微带线(41)下方是偏置电路，包括：六个方形金属焊盘(121-126)，在第一方形金属焊盘(121)和第二方形金属焊盘(122)之间焊接有限流电阻(14)，第二方形金属焊盘(122)和第三方形金属焊盘(123)之间焊接有扼流电感(15)，在第二方形金属焊盘(122)和第四方形金属焊盘(124)之间焊接有接地电容(16)，在第三方形金属焊盘(123)和第五方形金属焊盘(125...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐自强，谭力，王晓薇，吴孟强，廖家轩，夏红，李元勋，巩峰，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51