一种基片集成波导双频带滤波巴伦制造技术

本发明专利技术公开一种基片集成波导双频带滤波巴伦，主要包括两个背对背放置的基片集成波导圆形腔、十字耦合槽、输入输出耦合结构、输入端口、两个差分输出端口。该滤波巴伦采用层叠结构来实现，利用基片集成波导圆形腔的TE

【技术实现步骤摘要】
一种基片集成波导双频带滤波巴伦


[0001]本专利技术属于微波
，涉及一种基片集成波导双频带滤波巴伦，尤其涉及一种由基片集成波导圆形腔(SIWCC)层叠而成的小尺寸、高性能双频带滤波巴伦。

技术介绍

[0002]在无线通信系统中，巴伦在其中发挥着单端信号和差分信号转换的功能，而滤波器则具有信道选择和抑制杂波等作用。对于传统的射频收发前端电路，通常将巴伦与滤波器级联，从而在获得滤波功能的同时实现单端信号和差分信号的转化，但不同电路的直接级联存在损耗大、体积大和阻抗失配等问题。若能将巴伦与滤波器一体化集成，实现具有滤波功能的巴伦结构，将有效降低整体的损耗和尺寸。目前，针对微带结构的滤波巴伦已被广泛研究，但随着工作频率的提高，微带结构的损耗与辐射将会明显增加。相比之下，基片集成波导(SIW)由于低损耗、低剖面、全封闭、易加工、易于和其他平面电路集成等优点在近年来获得了微波领域广泛的研究和应用，包括基于SIW结构的滤波巴伦。但是，这些SIW滤波巴伦通常只能在单个频带进行滤波。
[0003]随着物联网以及智能时代的到来，人们对于能够支持多种无线标准和协议的移动通信互联网设备提出了新的要求，现代无线通信系统正朝着双频带以及多频带的方向发展。这对双频带滤波器、双频带耦合器以及双频带滤波巴伦等无线通信部件提出了新的要求，因此，也出现了大量关于对双频带SIW滤波器，双频带SIW耦合器的研究，但在双频带SIW滤波巴伦的研究却很少。其中，有人提出了一种具有高选择性的双频带SIW滤波巴伦，该滤波巴伦在单层PCB结构上实现，由两个完整的SIW矩形腔(SIWRC)构成，两个腔体左右放置，但其位置上偏移放置，并且为了设计巴伦的功能，两个SIWRC长宽比不同，对应的尺寸也各不相同，因此，该设计存在尺寸较大，以及设计上较为复杂的问题；此外，为了控制每个通带的内部耦合，两个腔体之间采用两个不同的接地共面波导(GCPW)，该种半开放的耦合结构，存在损耗较大以及会对外部设备产生辐射干扰的问题；为了控制双频带的谐振频率，需要通过调整SIWRC的长宽比来实现，而长宽比的改变也会使得腔体间的耦合系数发生改变，从而使设计变得更加复杂。并且，通过该设计的结果可知，该设计还存在阻带带宽较窄的问题。
[0004]针对上述问题，本专利技术提出了一种由SIWCC层叠而成的新型双频带滤波巴伦，该滤波巴伦不仅实现了小型化，同时兼具频率选择性高、阻带宽、损耗低和设计简单等优点。

技术实现思路

[0005]本专利技术提出的一种由SIWCC层叠而成的新型高性能双频带滤波巴伦，利用SIWCC的两个简并模式来设计双频带，(通过调节直线型通孔阵列的长度可以改变高频带的中心频率，而不改变低频带的中心频率)，利用层叠结构来减小滤波巴伦的整体尺寸，通过上下两个SIWCC之间的十字槽进行耦合，以此避免了耦合结构的辐射，降低了结构的损耗，此外，调节十字槽的横向和纵向长度可以分别调节两个通带的带宽，设计十分简单，同时还具有宽
阻带、高选择性、和全封闭等优势。
[0006]本专利技术采用如下技术方案：
[0007]本专利技术提供的一种SIW双频带滤波巴伦包括第一谐振腔SIWCC、第二谐振腔SIWCC、十字耦合槽、输入输出耦合结构、输入端口、两个差分输出端口。
[0008]整个结构从上到下依次包括顶层金属层、第一介质层、中间金属层、第二介质层、底层金属层；所述中间金属层中心刻蚀有十字耦合槽；
[0009]所述第一谐振腔SIWCC由顶层金属层、中间金属层通过贯穿第一介质层的第一金属化通孔阵列和两个第一金属化通孔微扰连接构成；所述第一金属化通孔阵列呈圆环状；所述第一金属化通孔微扰位于第一金属化通孔阵列圆环内；
[0010]所述第二谐振腔SIWCC由底层金属层、中间金属层通过贯穿第二介质层的第二金属化通孔阵列和两个第二金属化通孔微扰连接构成；所述第二金属化通孔阵列呈圆环状；所述第二金属化通孔微扰位于第二金属化通孔阵列圆环内；
[0011]第一谐振腔SIWCC与第二谐振腔SIWCC背对背放置，中间金属层为其公共的金属地；第一谐振腔SIWCC与第二谐振腔SIWCC之间通过在中间金属层中十字耦合槽进行能量耦合；
[0012]所述输入端口与顶层金属层连接，且输入端口与顶层金属层连接处设有输入耦合缝隙；所述第一金属化通孔阵列的位于输入端口下方位置设有第一耦合窗；此第一耦合窗处无第一金属化通孔设置；
[0013]所述两个差分输出端口与底层金属层连接，且两个差分输出端口与底层金属层连接处设有输出耦合缝隙；所述第二金属化通孔阵列的位于输出端口上方位置设有第二耦合窗；此第二耦合窗处无第二金属化通孔设置；
[0014]所述输入端口和第一谐振腔SIWCC之间通过输入端耦合结构进行耦合，其中输入端耦合结构包括第一耦合窗、输入耦合缝隙；
[0015]所述两个差分输出端口与第二谐振腔SIWCC之间通过输出端耦合结构进行耦合，其中输出端耦合结构包括第二耦合窗、输出耦合缝隙；
[0016]作为优选，所述第一金属化通孔微扰和第二金属化通孔微扰与第一金属化通孔阵列、第二金属化通孔阵列、十字耦合槽不连接；
[0017]作为优选，输入端口、两个差分输出端口均由50欧姆微带线构成；
[0018]作为优选，所述两个差分输出端口与输入端口垂直设置；所述两个差分输出端口方向相反；
[0019]作为优选，所述十字耦合槽包括两正交的第一直线槽和第二直线槽；输入端口微带线与第一直线槽和第二直线槽间的夹角为45
°
；两个差分输出端口与第一直线槽和第二直线槽间的夹角均为45
°
；
[0020]作为优选，所述输入耦合缝隙包括位于输入端口两侧的第一直线型缝隙和与直线型缝隙顶端连接并向两侧延伸的第一弧形缝隙；
[0021]更为优选，第一弧形缝隙的圆心与第一谐振腔SIWCC的圆心重合；
[0022]作为优选，所述输出耦合缝隙包括位于输出端口两侧的第二直线型缝隙和与直线型缝隙顶端连接并向两侧延伸的第二弧形缝隙；
[0023]更为优选，第二弧形缝隙的圆心与第二谐振腔SIWCC的圆心重合；
[0024]作为优选，第一谐振腔SIWCC腔体与第二谐振腔SIWCC腔体半径不同；
[0025]作为优选，第一金属化通孔微扰和第二金属化通孔微扰均采用直线型；
[0026]作为优选，第一金属化通孔微扰和第二金属化通孔微扰长度不同；
[0027]作为优选，两个第一金属化通孔微扰位于同一直线，且该直线与十字耦合槽中第一直线槽所在直线重合；两个第一金属化通孔微扰分布在第一直线槽的两端；第二金属化通孔微扰位于同一直线，且该直线与十字耦合槽中第一直线槽所在直线重合；两个第二金属化通孔微扰分布在第一直线槽的两端；
[0028]作为优选，第一金属化通孔微扰长度为d1，通过调节d1的长度，可以改变第一谐振腔SIWCC中TE
102
模的谐振频率；第二金属化通孔微扰长度为d2，通过调节d本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基片集成波导双频带滤波巴伦，其特征在于包括第一谐振腔SIWCC、第二谐振腔SIWCC、十字耦合槽、输入输出耦合结构、输入端口、两个差分输出端口；整个结构从上到下依次包括顶层金属层、第一介质层、中间金属层、第二介质层、底层金属层；所述中间金属层中心刻蚀有十字耦合槽；所述第一谐振腔SIWCC由顶层金属层、中间金属层通过贯穿第一介质层的第一金属化通孔阵列和两个第一金属化通孔微扰连接构成；所述第一金属化通孔阵列呈圆环状；所述第一金属化通孔微扰位于第一金属化通孔阵列圆环内；所述第二谐振腔SIWCC由底层金属层、中间金属层通过贯穿第二介质层的第二金属化通孔阵列和两个第二金属化通孔微扰连接构成；所述第二金属化通孔阵列呈圆环状；所述第二金属化通孔微扰位于第二金属化通孔阵列圆环内；第一谐振腔SIWCC与第二谐振腔SIWCC背对背放置，中间金属层为其公共的金属地；第一谐振腔SIWCC与第二谐振腔SIWCC之间通过在中间金属层中十字耦合槽进行能量耦合；所述输入端口与顶层金属层连接，且输入端口与顶层金属层连接处设有输入耦合缝隙；所述第一金属化通孔阵列的位于输入端口下方位置设有第一耦合窗；所述两个差分输出端口与底层金属层连接，且两个差分输出端口与底层金属层连接处设有输出耦合缝隙；所述第二金属化通孔阵列的位于输出端口上方位置设有第二耦合窗；所述输入端口和第一谐振腔SIWCC之间通过输入端耦合结构进行耦合，其中输入端耦合结构包括第一耦合窗、输入耦合缝隙；所述两个差分输出端口与第二谐振腔SIWCC之间通过输出端耦合结构进行耦合，其中输出端耦合结构包括第二耦合窗、输出耦合缝隙。2.如权利要求1所述的一种基片集成波导双频带滤波巴伦，其特征在于所述第一金属化通孔微扰和第二金属化通孔微扰与第一金属化通孔阵列、第二金属化通孔阵列、十字耦合槽不连接。3.如权利要求1所述的一种基片集成波导双频带滤波巴伦，其特征在于输入端口、两个差分输出端口均由50欧姆微带线构成。4.如权利要求1所述的一种基片集成波导双频带滤波巴伦，其特征在于所述两个差分输出端口与输入端口垂直设置；所述两个差分输出端口方向相反。5.如权利要求4所述的一种基片集成波...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱舫，吴云飞，徐德念，罗国清，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：