基片集成波导加载介质谐振器滤波器制造技术

本发明专利技术公开了一种基片集成波导加载介质谐振器滤波器，包括输入激励机构、输出耦合机构、介质谐振器以及基片集成波导，其中，所述输入激励机构和输出耦合机构分别由外部伸入到基片集成波导中，所述介质谐振器内嵌于基片集成波导的中心处。本发明专利技术将圆环形介质谐振器嵌入到圆形基片集成波导的中心通孔中，信号从输入激励机构进入，经过输入激励机构的共面波导、两条弧形槽线以及第一弯折槽线的激励结构，使基片集成波导和介质谐振器产生频率相近的三个模式，然后由输出耦合机构的共面波导、两条弧形槽线以及第二弯折槽线耦合到输出端口，从而实现三模带通滤波器，具有低插入损耗、易与其他平面电路结合的平面结构以及小型化的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微波基片集成波导和介质谐振器滤波器
，具体是一种基片集成波导加载介质谐振器滤波器。
技术介绍
随着无线系统的广泛应用，频谱资源的合理分配和有效利用发挥着重要的作用。带通滤波器作为频率分离的重要器件，其高性能、小型化一直是研究人员关注的热点。为了实现较低的插入损耗，需要利用具有较高的Q值的谐振腔。金属波导谐振腔Q值高，但是体积较大；微带谐振器由于其开放结构，辐射损耗较大；带状线Q值也较高，但是增加了加工难度；而介质谐振器具有较高的介电常数，极低的损耗，较高的温度稳定性，是实现高性能滤波器的极好选择。随着陶瓷材料技术的进步，具有较低的温度系数的介质谐振器可以实现，并伴随着卫星通信技术的进步，介质谐振器滤波器引起更大的热情和关注。多模技术是实现介质谐振器滤波器的小型化的一种重要手段。多模技术，即利用谐振腔内相同的或者邻近的多个谐振模式来实现滤波器。与传统的单模滤波器相比，大大减小了滤波器的体积。林为干在《微波网络》(《微波网络》，作者林为干，国防工业出版社，1978年出版)中提出了一腔多模滤波器的原理和实现方法，探讨了可用谐振模式的数量，模式之间的耦合以及输入输出结构的设计。Lin-Sheng Wu在2009提出了一种在SIW腔中加载介质块的滤波器(L.S.ffu, L.Zhou, ff.Y.Yin, Bandpass Filter Using IntegratedWaveguide Cavity Loaded With Dielectric Rod , IEEE Microwave And WirelessComponents Letters, VOL.19, N0.8, Augst2009),该滤波器在矩形SIW腔中心处嵌入高介电常数的棒状介质块，实现了小型化，低插损和较好的寄生抑制。上述滤波器仍然存在插入损耗高、与其他平面电路结合困难等问题。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种低插入损耗、平面型、小型化的基片集成波导加载介质谐振器滤波器，本专利技术将上、下、内表面涂覆金属的三模圆环介质谐振器嵌入基片集成波导中，采用微带线-共面波导-槽线的输入激励和输出耦合机构，具有低插入损耗、易与其他平面电路结合的平面结构以及小型化的特点。本专利技术是通过以下技术方案实现的。—种基片集成波导加载介质谐振器滤波器，包括输入激励机构、输出稱合机构、介质谐振器以及基片集成波导，其中，所述输入激励机构和输出耦合机构分别由外部伸入到基片集成波导中，所述介质谐振器内嵌于基片集成波导的中心处。所述基片集成波导包括:圆形介质基板以及设置在介质基板中心处且与介质谐振器在中心轴向上具有相同的尺寸的中心通孔，所述介质谐振器嵌入所述中心通孔中；所述介质基板上下面表涂覆铜层，所述介质基板的边缘处沿圆周方向等间距排列一圈金属化通孔，所述介质基板的边缘处沿径向设有凹槽，所述凹槽为两个，所述输入激励机构和输出耦合机构分别通过所述凹槽伸入基片集成波导中。所述两个凹槽的轴线延伸线之间的夹角为90度。所述相邻金属化通孔之间的间距大于等于金属化通孔的直径。所述介质谐振器为圆环形，所述介质谐振器的上表面、下表面以及内环表面均涂覆金属层，所述基片集成波导包括圆形介质基板以及设置在介质基板中心处的中心通孔，所述介质谐振器嵌入所述中心通孔中，所述介质谐振器的上下表面与介质基板的上下表面处于同一水平面，所述介质谐振器与介质基板的接缝处涂覆导电材料层。所述输入激励机构包括:输入微带线，所述基片集成波导包括圆形介质基板，所述介质基板的边缘处沿径向设有凹槽，所述输入微带线由所述凹槽伸入基片集成波导中，并与凹槽的槽壁形成共面波导；所述共面波导延伸至介质谐振器附近，并在共面波导的端部分开，形成两条沿介质谐振器外圆周方向延伸的弧形槽线，其中一条弧形槽线末端弯折，形成第一弯折槽线；所述输出耦合机构包括:输出微带线，所述基片集成波导包括圆形介质基板，所述介质基板的边缘处沿径向设有凹槽，所述输出微带线由所述凹槽伸入基片集成波导中，并与凹槽的槽壁形成共面波导；所述共面波导延伸至介质谐振器附近，并在共面波导的端部分开，形成两条沿介质谐振器外圆周方向延伸的弧形槽线，其中靠近第一弯折槽线的弧形槽线末端弯折，形成第二弯折槽线。所述输入微带线和输出微带线电阻为50欧姆。所述基片集成波导加载介质谐振器滤波器还包括板材介质，所述板材介质设置在基片集成波导的外部。本专利技术将圆环形介质谐振器嵌入到圆形基片集成波导的中心通孔中，信号从输入激励机构进入，经过输入激励机构的共面波导、两条弧形槽线以及第一弯折槽线的激励结构，使基片集成波导和介质谐振器产生频率相近的三个模式，然后由输出耦合机构的共面波导、两条弧形槽线以及第二弯折槽线耦合到输出端口，从而实现三模带通滤波器。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点:1、平面型结构:将圆环介质谐振器嵌入基片集成波导中，输入激励与输出耦合机构均采用平面电路，实现了介质谐振器滤波器的平面结构，易与其他平面型电路集成；2、结构紧凑、小型化:采用了三模的介质谐振器，比传统的单模结构体积和面积上都有了较大的缩减；3、较低的插入损耗:采用了介质谐振器，比一般的基片集成波导Q值高。4、具有较大的功率容量。附图说明图1为本专利技术整体结构示意图；图2为本专利技术输入激励机构和输出耦合机构的结构示意图；图3为基片集成波导结构示意图；图4为本专利技术频率响应曲线；图中:1为输入微带线，2为输出微带线，3为输入激励机构的共面波导，4为输出率禹合机构的共面波导，5为输入激励机构的第一弧形槽线,6为输出稱合机构的第一弧形槽线，7为输入激励机构的第二弧形槽线，8为输出耦合机构的第二弧形槽线，9为第一弯折槽线，10为第二弯折槽线，11为金属化通孔，12为铜层，13为导电材料层，14为中心通孔，15为介质谐振器，16为介质基板,17为板材介质。具体实施例方式下面对本专利技术的实施例作详细说明:本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。如图1所示，本实施例提供了一种基片集成波导加载介质谐振器滤波器，包括输入激励机构、输出耦合机构、介质谐振器15以及基片集成波导，其中，所述输入激励机构和输出耦合机构分别由外部伸入到基片集成波导中，所述介质谐振器15内嵌于基片集成波导的中心处。进一步地，本实施例还包括板材介质17，所述板材介质17设置在基片集成波导的外部。如图3所示，所述基片集成波导包括:圆形介质基板16以及设置在介质基板16中心处且与介质谐振器15在中心轴向上具有相同的尺寸的中心通孔14，所述介质谐振器15嵌入所述中心通孔14中；所述介质基板16上下面表涂覆铜层12，所述介质基板16的边缘处沿圆周方向等间距排列一圈金属化通孔11，所述介质基板16的边缘处沿径向设有凹槽，所述凹槽为两个，所述输入激励机构和输出耦合机构分别通过所述凹槽伸入基片集成波导中。进一步地，所述两个凹槽的轴线延伸线之间的夹角为90度。进一步地，所述相邻金属化通孔11之间的间距小于等于两倍的金属化通孔11孔径。进一步地，所述介质谐振器15为圆环形，所述介质谐振器15的上表面、下表面以及内环表面均涂覆金属层，所述基片集成波导包括圆形介质本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基片集成波导加载介质谐振器滤波器，其特征在于，包括输入激励机构、输出耦合机构、介质谐振器以及基片集成波导，其中，所述输入激励机构和输出耦合机构分别由外部伸入到基片集成波导中，所述介质谐振器内嵌于基片集成波导的中心处。

【技术特征摘要】
1.一种基片集成波导加载介质谐振器滤波器，其特征在于，包括输入激励机构、输出耦合机构、介质谐振器以及基片集成波导，其中，所述输入激励机构和输出耦合机构分别由外部伸入到基片集成波导中，所述介质谐振器内嵌于基片集成波导的中心处。2.根据权利要求1所述的基片集成波导加载介质谐振器滤波器，其特征在于，所述基片集成波导包括:圆形介质基板以及设置在介质基板中心处且与介质谐振器在中心轴向上具有相同的尺寸的中心通孔，所述介质谐振器嵌入所述中心通孔中；所述介质基板上下面表涂覆铜层，所述介质基板的边缘处沿圆周方向等间距排列一圈金属化通孔，所述介质基板的边缘处沿径向设有凹槽，所述凹槽为两个，所述输入激励机构和输出耦合机构分别通过所述凹槽伸入基片集成波导中。3.根据权利要求2所述的基片集成波导加载介质谐振器滤波器，其特征在于，所述两个凹槽的轴线延伸线之间的夹角为90度。4.根据权利要求2所述的基片集成波导加载介质谐振器滤波器，其特征在于，所述相邻金属化通孔之间的间距大于等于金属化通孔的直径。5.根据权利要求1所述的基片集成波导加载介质谐振器滤波器，其特征在于，所述介质谐振器为圆环形，所述介质谐振器的上表面、下表面以及内环表面均涂覆金属层，所述基片集成波导包括圆形介质基板以及设置在介质基板中心处的中心通孔，所述介质谐振...

【专利技术属性】
技术研发人员：张丁丁，周亮，吴林晟，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：