一种基于混合耦合的双通带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基于混合耦合的双通带基片集成波导滤波器，本发明专利技术采用多层基片堆叠的方式，相邻金属基片和相邻金属基片之间的金属化通孔阵列构成谐振腔，相邻谐振腔通过耦合孔组连接，使滤波器结构更加紧凑并保证电路整体的完整性，更适合应用到现代微波毫米波集成电路系统中，并且耦合孔组可以独立的耦合主模和高次模，达到独立控制双通带带宽的目的，同时主模的交叉电耦合通路可以通过圆孔实现，实现双通带的传输零点对称，使通带间的隔离性和带外抑制性更好。带外抑制性更好。带外抑制性更好。

【技术实现步骤摘要】
一种基于混合耦合的双通带基片集成波导滤波器


[0001]本专利技术涉及一种基于混合耦合的双通带基片集成波导滤波器，属于微波


技术介绍

[0002]作为射频微波电路系统中的重要组成器件，滤波器一直往低成本、低功耗、体积小、高功率处理能力、易集成的方向发展。基片集成波导滤波器结合了波导以及平面结构，具备体积小、损耗小、易与平面电路相集成等优点。
[0003]由于现代通信电路系统信道数量越来越多，使得一个通讯系统可能存在数十种信道，传统单信道滤波的方式会使得电路尺寸急剧上升，并且设计复杂程度提高，并增加各方面成本。另一方面，受到非线性有源器件产生的寄生谐波影响，使得通带外产生很多靠近通带的干扰信号，这严重信道内部的传输质量。
[0004]为了解决以上问题，这就需要滤波器在一个通路中传输多个信道，因此，急需研究双通带基片集成波导滤波器。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种基于混合耦合的双通带基片集成波导滤波器，解决了
技术介绍
中披露的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种基于混合耦合的双通带基片集成波导滤波器，包括堆叠的顶层金属基片和底层金属基片，顶层金属基片和底层金属基片之间堆叠有多个中间金属基片，相邻金属基片之间堆叠有介质基片；介质基片上贯穿有金属化通孔阵列，介质基片上贯穿的金属化通孔阵列、上层的金属基片和下层的金属基片共同构成谐振腔；相邻两谐振腔之间的金属基片上开有连接相邻两谐振腔的耦合孔组，耦合孔组包括缝隙孔对和组合孔，缝隙孔对位于主模的磁场最强处，组合孔包括缝隙孔和圆孔，组合孔中的缝隙孔位于高次模的磁场最强处，圆孔位于主模的电场最强处。
[0007]缝隙孔对提供主模在主耦合通路的磁偶合，通过调节缝隙孔对中缝隙孔的长度，控制主模的磁偶合量；组合孔中的缝隙孔提供高次模的磁耦合，通过调节组合孔中缝隙孔的长度，控制高次模的磁偶合量；圆孔提供主模的交叉电偶合，通过调节圆孔的半径，控制主模的交叉电偶合量。
[0008]缝隙孔对包括两个相对设置、且位于谐振腔两侧的缝隙孔，缝隙孔对的缝隙孔与相对的谐振腔侧壁平行；圆孔的圆心位于谐振腔的中心线上；组合孔的缝隙孔穿过圆孔的圆心，并且圆心位于组合孔的缝隙孔中点位置，组合孔的缝隙孔与缝隙孔对的缝隙孔相互垂直。
[0009]相邻两金属基片中，位于谐振腔同侧的缝隙孔对的缝隙孔在同一竖向平面上，组合孔在中心位置在同一竖向平面上。
[0010]顶层金属基片上设置有输入端口，底层金属基片上设置有输出端口。
[0011]所述双通带基片集成波导滤波器为中心对称结构。
[0012]本专利技术所达到的有益效果：本专利技术采用多层基片堆叠的方式，相邻金属基片和相邻金属基片之间的金属化通孔阵列构成谐振腔，相邻谐振腔通过耦合孔组连接，使滤波器结构更加紧凑并保证电路整体的完整性，更适合应用到现代微波毫米波集成电路系统中，并且耦合孔组可以独立的耦合主模和高次模，达到独立控制双通带带宽的目的，同时主模的交叉电耦合通路可以通过圆孔实现，实现双通带的传输零点对称，使通带间的隔离性和带外抑制性更好。
附图说明
[0013]图1为本专利技术的三维结构图；图2为中间第一金属基片的俯视图；图3为中间第二金属基片的俯视图；图4为缝隙孔对提取的主模和高次模的耦合系数；图5为组合孔的缝隙孔提取的主模和高次模的耦合系数；图6为圆孔半径为变量的S21参数图；图7为滤波器的S参数图。
实施方式
[0014]下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0015]如图1所示，一种基于混合耦合的双通带基片集成波导滤波器，包括堆叠的顶层金属基片3和底层金属基片4，顶层金属基片3和底层金属基片4之间堆叠有多个中间金属基片，相邻金属基片之间堆叠有介质基片。
[0016]介质基片上贯穿有金属化通孔阵列10，介质基片上贯穿的金属化通孔阵列10、上层的金属基片和下层的金属基片共同构成谐振腔。相邻两谐振腔之间的金属基片上开有连接相邻两谐振腔的耦合孔组，耦合孔组包括缝隙孔对12和组合孔11，缝隙孔对12位于主模的磁场最强处，组合孔11包括缝隙孔和圆孔，组合孔11中的缝隙孔位于高次模的磁场最强处，圆孔位于主模的电场最强处。
[0017]顶层金属基片3上设置有输入端口1，一般为与顶层谐振腔连接的微带线；底层金属基片4上设置有输出端口2，一般为与底层谐振腔连接的微带线。
[0018]以图1为例，中间金属基片包括中间第一金属基片5和中间第二金属基片6，介质基片包括第一介质基片7、第二介质基片8和第三介质基片9。顶层金属基片3、第一介质基片7上的金属化通孔阵列10、中间第一金属基片5构成顶层谐振腔；中间第一金属基片5、第二介质基片8上的金属化通孔阵列10、中间第二金属基片6构成第一中间谐振腔；中间第二金属基片6、第三介质基片9上的金属化通孔阵列10、底层金属基片4构成底层谐振腔；所有介质基片上的金属化通孔尺寸均一致，半径为0.5mm，间距为1.4mm。
[0019]中间第一金属基片5和中间第二金属基片6均开设耦合孔组，其中，缝隙孔对12提供主模在主耦合通路的磁偶合，通过调节缝隙孔对12中缝隙孔的长度，控制主模的磁偶合量；组合孔11中的缝隙孔提供高次模的磁耦合，通过调节组合孔11中缝隙孔的长度，控制高次模的磁偶合量；圆孔提供主模的交叉电偶合，通过调节圆孔的半径，控制主模的交叉电偶合量。
[0020]耦合孔组的具体结构见图2和3；缝隙孔对12包括两个相对设置、且位于谐振腔两侧的缝隙孔，缝隙孔对12的缝隙孔与相对的谐振腔侧壁平行，缝隙孔对12的缝隙孔距离谐振腔侧壁为0.8mm、宽度为0.4mm；圆孔的圆心位于谐振腔的中心线上，半径为2mm，组合孔11的缝隙孔穿过圆孔的圆心，并且圆心位于组合孔11的缝隙孔中点位置，组合孔11的缝隙孔宽度为0.4mm，组合孔11的缝隙孔与缝隙孔对12的缝隙孔相互垂直。相邻两金属基片中，即中间第一金属基片5和中间第二金属基片6中，位于谐振腔同侧的缝隙孔对12的缝隙孔在同一竖向平面上，组合孔11在圆心的同一竖向平面上。
[0021]缝隙孔对12提供TE
101
模的磁偶合，组合孔11的缝隙孔提供TE
102
模的磁偶合，圆孔提供TE
101
模的交叉电偶合。通过圆孔的半径，可以控制对TE
101
模式下非相邻谐振腔间的交叉电偶合。
[0022]为了简化设计难度，滤波器采用中心对称结构，即将顶层谐振腔旋转180
°
即可得到底层谐振腔、中间第一金属基片5上的耦合孔组旋转180
°
即可得到中间第二金属基片6上的耦合孔组、输入端口1旋转180
°
即可得到输出端口2，因此，TE
102
模的耦合也可以被抑制。
[0023]图4和图5为提取的TE
101
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于混合耦合的双通带基片集成波导滤波器，其特征在于，包括堆叠的顶层金属基片和底层金属基片，顶层金属基片和底层金属基片之间堆叠有多个中间金属基片，相邻金属基片之间堆叠有介质基片；介质基片上贯穿有金属化通孔阵列，介质基片上贯穿的金属化通孔阵列、上层的金属基片和下层的金属基片共同构成谐振腔；相邻两谐振腔之间的金属基片上开有连接相邻两谐振腔的耦合孔组，耦合孔组包括缝隙孔对和组合孔，缝隙孔对位于主模的磁场最强处，组合孔包括缝隙孔和圆孔，组合孔中的缝隙孔位于高次模的磁场最强处，圆孔位于主模的电场最强处。2.根据权利要求1所述的基于混合耦合的双通带基片集成波导滤波器，其特征在于，缝隙孔对提供主模在主耦合通路的磁偶合，通过调节缝隙孔对中缝隙孔的长度，控制主模的磁偶合量；组合孔中的缝隙孔提供高次模的磁耦合，通过调节组合孔中缝隙孔的长度，控制高次模的磁偶合量；圆孔提供主模的交叉电偶合，通过调节圆孔的...

【专利技术属性】
技术研发人员：储鹏，罗梦劼，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：