宽带SIGW带通滤波器制造技术

本发明专利技术宽带SIGW带通滤波器由三层介质板粘接而成。顶层介质板打有周期性金属过孔，其上表面有金属层，下表面有圆形金属贴片，共同形成PMC。底层介质板上表面的金属层上开“类十字形”缝隙，中间两个“类十字形”缝隙列的两个“类十字形”缝隙之间有间隙，而边上两个“类十字形”缝隙列的“类十字形”缝隙之间无间隙；在“类十字形”缝隙列的周围蚀刻不同形状的小缝隙；金属层两端接过渡渐变线金属层。底层介质板两侧和中间位置分别打有周期性金属过孔，下表面印刷接地金属层。本发明专利技术实现了宽频带的带通滤波器，解决了传统滤波器中存在辐射损耗和平面波的问题，同时具有带外抑制度高、结构稳定等优点。

Broadband SIGW Bandpass Filter

The broadband SIGW bandpass filter of the invention is formed by bonding three dielectric plates. The top dielectric plate is perforated with periodic metal holes, the upper surface has a metal layer, and the lower surface has circular metal patches, which form PMC together. The metal layer on the bottom dielectric plate has \quasi-cross\ cracks, and there are gaps between the two \quasi-cross\ cracks in the middle of the two \quasi-cross\ cracks, while there are no gaps between the \quasi-cross\ cracks in the two \quasi-cross\ cracks on the edge; small gaps with different shapes are etched around the \quasi-cross\ cracks; transition gradients are formed between the two ends of the metal layer. Linear metal layer. Periodic metal holes are punched on both sides and in the middle of the bottom dielectric plate, and the ground metal layer is printed on the lower surface. The invention realizes a broadband bandpass filter, solves the problems of radiation loss and plane wave existing in the traditional filter, and has the advantages of high out-band suppression and stable structure.

【技术实现步骤摘要】
宽带SIGW带通滤波器
本专利技术涉及电子
，具体涉及新型SIGW宽带带通滤波器。
技术介绍
随着无线通信技术的发展，频谱资源的紧缺突显的日益紧张，微波带通滤波器在其中的地位越加重要。由于整个无线通信系统向着高性能方向发展，这对系统中滤波器的性能提出了更高的要求。基片集成波导（SubstrateIntegratedWaveguide,SIW）是由介质基板、上下金属面、金属化通孔组成的类波导结构，同时还兼有体积小、造价低、易于加工和集成的优异特性，这使其在滤波器的设计中得到广泛应用。在SIW滤波器的设计中，在其上下金属面开缝隙以形成阻带是其滤波器设计的一个重要方法。但这种SIW滤波器不能有效地抑制空间辐射和平面波。最近提出的基片集成间隙波导（SubstrateIntegratedGapWaveguide,SIGW）被用来封装微波电路，有效地抑制了空间辐射和表面波，具有制造简单、损耗低、结构稳定、传输性能好以及工作带宽较宽的特性。本专利技术使用SIGW来实现自封装的宽带带通滤波器，不仅可以抑制空间辐射和平面波，而且有助于实现高的带外抑制和提高通带传输性能。通过加入SIGW结构，使级联滤波器的各阶电路中增加并联的电容和电感。从而使切比雪夫滤波器变为椭圆滤波器，并使其通带两侧都具有传输零点（TransmissionZero,TZ），带外衰减更加陡峭。本
技术实现思路
，经文献检索，未见与本专利技术相同的公开报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术之不足，设计出新型SIGW宽带带通滤波器。本专利技术SIGW宽带带通滤波器，包括：顶层介质板（1），中间层介质板（2），底层介质板（3），其中：a.顶层介质板（1）上打有三列第一周期性金属过孔（4），其上表面印刷有顶层介质板（1）上表面金属层（14），下表面印刷有圆形金属贴片（5）；b.底层介质板（3）的上表面印刷有底层介质板（3）上表面金属层（15），下表面印刷有底层介质板（3）下表面金属层（16）；底层介质板（3）的两侧边缘打有第二周期性金属过孔（17），并在中间位置打有第三周期性金属过孔（6）；底层介质板（3）上表面金属层（15）上开有“类十字形”缝隙（21），每两个“类十字形”缝隙构成一个“类十字形”缝隙列；中间的两个“类十字形”缝隙列为第一组“类十字形”缝隙列（7、8），边上的两个“类十字形”缝隙为第二组“类十字形”缝隙列（9、19）；第一组的每一个“类十字形”缝隙列（7、8）均由两个有间隔的“类十字形”缝隙构成，第二组的每一个“类十字形”缝隙列（9、19）由两个连续的“类十字形”缝隙构成；每一个“类十字形”缝隙列（7、8、9、19）均关于y轴和第三周期性金属过孔（6）对称；在每一个“类十字形”缝隙列（7、8、9、19）的周围蚀刻出不同形状的小缝隙（20）；底层介质板（3）上表面金属层（15）的两端分别与印刷的过渡渐变线金属层（10、11）和过渡渐变线金属层（12、13）连接；c.中间层介质板（2）位于顶层介质板（1）和底层介质板（3）的中间位置；d.顶层介质板（1）、第一周期性金属过孔（4）和圆形金属贴片（5）组成理想磁导体（PMC）层；e.底层介质板（3）的宽度与上面两层介质板宽度相同，但长度略长，使过渡渐变线金属层（10、11）和过渡渐变线金属层（12、13）处于裸露状态；f.三层介质板可通过粘接或螺丝固定在一起。所述的新型SIGW宽带带通滤波器，顶层介质板（1）的介电常数高于中间层介质板（2）和底层介质板（3）的介电常数，中间层介质板（2）和底层介质板（3）的介电常数相同；中间层介质板（2）和底层介质板（3）的损耗角正切要求较高，需尽量选择损耗角正切小的介质板，顶层介质板（1）的损耗角正切要求不高，可选择便宜的大损耗的介质板底；顶层介质板（1）的厚度大于中间层介质板（2）的厚度；顶层介质板（1）与中间层介质板（2）长度和宽度相同。所述的新型SIGW宽带带通滤波器，在每一个“类十字形”缝隙列（7、8、9、19）的周围蚀刻出不同形状的小缝隙（20），以增强滤波器的电耦合。所述的新型SIGW宽带带通滤波器，形成的PMC结构使级联的切比雪夫滤波器的各阶电路中并联的电容和电感增加，使切比雪夫滤波器变为椭圆滤波器，并使其通带两侧都具有传输零点，带外衰减更加陡峭。所述的新型SIGW宽带带通滤波器，增加顶层介质板（1）的厚度，可以降低工作带宽。所述的新型SIGW宽带带通滤波器，增加圆形金属贴片（5）的尺寸可以使通带右侧的传输零点向左移动，减小带宽。所述的新型SIGW宽带带通滤波器，通过改变底层介质板（3）中间位置的第三周期性金属过孔（6）的直径可以改变各级接地电感，实现对该带通滤波器中心频率的调节，而不影响工作带宽。所述的新型SIGW宽带带通滤波器，底层介质板（3）中的两个“类十字形”缝隙列（7、8）的两个“类十字形”缝隙之间存在间隙（18），调整间隙（18）的长度可以消除该带通滤波器的带外阻带的谐振问题。所述的新型SIGW宽带带通滤波器，顶层介质板（1）、第一周期性金属过孔（4）和圆形金属贴片（5）组成理想磁导体（PMC）层，有效减少了空间辐射损耗，抑制了平面波，同时解决了空间谐振的问题。所述的新型SIGW宽带带通滤波器，底层介质板（1）的厚度大于中间层介质板（2）的厚度，有助于形成覆盖滤波器工作频带的带隙。所述的新型SIGW宽带带通滤波器，中间层介质板（2）代替不稳定的空气间隙，保障上下两层介质板（顶层介质板1、底层介质板3）之间有一个稳定的间隙高度。所述的新型SIGW宽带带通滤波器，与底层介质板（3）上表面金属层（15）连接的过渡渐变线金属层（10、11）和过渡渐变线金属层（12、13）使新型SIGW宽带带通滤波器的特性阻抗在频率变化时保持稳定，便于集成。所述的新型SIGW宽带带通滤波器，底层介质板（3）的宽度与上面两层介质板宽度相同，但长度略长，使过渡渐变线金属层（10、11）和过渡渐变线金属层（12、13）处于裸露状态，以便于测试。本专利技术与现有技术相比，具有如下优点：1、在通带范围内具有较宽的通带；2、解决了传统缝隙的基片集成波导滤波器中辐射损耗和平面波的问题；3、结构稳定，易集成，易加工；4、封装结构使滤波器通带两侧都具有传输零点；5、封装结构能够调节滤波器的带宽和传输零点。附图说明图1为本专利技术SIGW宽带带通滤波器的整体结构图。图2为本专利技术SIGW宽带带通滤波器的顶层介质板上表面图。图3为本专利技术SIGW宽带带通滤波器的顶层介质板下表面图。图4为本专利技术SIGW宽带带通滤波器的底层介质板上表面图。图5为本专利技术SIGW宽带带通滤波器的底层介质板下表面图。图6为本专利技术SIGW宽带带通滤波器在12-22GHz的S11和S21的测试图。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术的技术方案作进一步详细说明。如图1-6所示，本专利技术SIGW宽带带通滤波器，包括：顶层介质板（1），中间层介质板（2），底层介质板（3），其中：a.顶层介质板（1）上打有三列第一周期性金属过孔（4），其上表面印刷有顶层介质板（1）上表面金属层（14），下表面印刷有圆形金属贴片（5）；b.底层介质板（3）的上表面印刷有底层介质板（3）上表面金属层（15），下表面印刷有底层介质板（3）下表面金属层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.新型SIGW宽带带通滤波器，包括：顶层介质板（1），中间层介质板（2），底层介质板（3），其中：a.顶层介质板（1）上打有三列第一周期性金属过孔（4），其上表面印刷有顶层介质板（1）上表面金属层（14），下表面印刷有圆形金属贴片（5）；b.底层介质板（3）的上表面印刷有底层介质板（3）上表面金属层（15），下表面印刷有底层介质板（3）下表面金属层（16）；底层介质板（3）的两侧边缘打有第二周期性金属过孔（17），并在中间位置打有第三周期性金属过孔（6）；底层介质板（3）上表面金属层（15）上开有“类十字形”缝隙（21），每两个“类十字形”缝隙构成一个“类十字形”缝隙列；中间的两个“类十字形”缝隙列为第一组“类十字形”缝隙列（7、8），边上的两个“类十字形”缝隙为第二组“类十字形”缝隙列（9、19）；第一组的每一个“类十字形”缝隙列（7、8）均由两个有间隔的“类十字形”缝隙构成，第二组的每一个“类十字形”缝隙列（9、19）由两个连续的“类十字形”缝隙构成；每一个“类十字形”缝隙列（7、8、9、19）均关于y轴和第三周期性金属过孔（6）对称；在每一个“类十字形”缝隙列（7、8、9、19）的周围蚀刻出不同形状的小缝隙（20）；底层介质板（3）上表面金属层（15）的两端分别与印刷的过渡渐变线金属层（10、11）和过渡渐变线金属层（12、13）连接；c.中间层介质板（2）位于顶层介质板（1）和底层介质板（3）的中间位置；d.顶层介质板（1）、第一周期性金属过孔（4）和圆形金属贴片（5）组成理想磁导体（PMC）层；e.底层介质板（3）的宽度与上面两层介质板宽度相同，但长度略长，使过渡渐变线金属层（10、11）和过渡渐变线金属层（12、13）处于裸露状态；f.三层介质板可通过粘接或螺丝固定在一起。...

【技术特征摘要】
2018.07.17 CN 20181078405161.新型SIGW宽带带通滤波器，包括：顶层介质板（1），中间层介质板（2），底层介质板（3），其中：a.顶层介质板（1）上打有三列第一周期性金属过孔（4），其上表面印刷有顶层介质板（1）上表面金属层（14），下表面印刷有圆形金属贴片（5）；b.底层介质板（3）的上表面印刷有底层介质板（3）上表面金属层（15），下表面印刷有底层介质板（3）下表面金属层（16）；底层介质板（3）的两侧边缘打有第二周期性金属过孔（17），并在中间位置打有第三周期性金属过孔（6）；底层介质板（3）上表面金属层（15）上开有“类十字形”缝隙（21），每两个“类十字形”缝隙构成一个“类十字形”缝隙列；中间的两个“类十字形”缝隙列为第一组“类十字形”缝隙列（7、8），边上的两个“类十字形”缝隙为第二组“类十字形”缝隙列（9、19）；第一组的每一个“类十字形”缝隙列（7、8）均由两个有间隔的“类十字形”缝隙构成，第二组的每一个“类十字形”缝隙列（9、19）由两个连续的“类十字形”缝隙构成；每一个“类十字形”缝隙列（7、8、9、19）均关于y轴和第三周期性金属过孔（6）对称；在每一个“类十字形”缝隙列（7、8、9、19）的周围蚀刻出不同形状的小缝隙（20）；底层介质板（3）上表面金属层（15）的两端分别与印刷的过渡渐变线金属层（10、11）和过渡渐变线金属层（12、13）连接；c.中间层介质板（2）位于顶层介质板（1）和底层介质板（3）的中间位置；d.顶层介质板（1）、第一周期性金属过孔（4）和圆形金属贴片（5）组成理想磁导体（PMC）层；e.底层介质板（3）的宽度与上面两层介质板宽度相同，但长度略长，使过渡渐变线金属层（10、11）和过渡渐变线金属层（12、13）处于裸露状态；f.三层介质板可通过粘接或螺丝固定在一起。2.根据权利要求1所述的新型SIGW宽带带通滤波器，其特征是：所述新型SIGW宽带带通滤波器的顶层介质板（1）的介电常数高于中间层介质板（2）和底层介质板（3）的介电常数，中间层介质板（2）和底层介质板（3）的介电常数相同；中间层介质板（2）和底层介质板（3）的损耗角正切要...

【专利技术属性】
技术研发人员：申东娅，张秀普，董明，袁洪，阮志东，
申请(专利权)人：云南大学，
类型：发明
国别省市：云南,53