一种2x波段缺陷接结构-半模基片集成波导滤波器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种2X波段缺陷接结构-半模基片集成波导滤波器，该滤波器包括：介质基片以及设置于介质基片上的金属贴片，其中，介质基片上设置有多个通孔，金属贴片包括位置相对的输入端口微带线、输出端口微带线、以及分别通过微带-半模基片集成波导过渡金属线与输入端口微带线和输出端口微带线连接的半模基片集成波导，且半模基片集成波导具有多个单个缺陷地结构单元及嵌套缺陷地结构单元以及与介质基片的通孔相通的孔。本发明的有益效果为：通过在半模基片集成波导上形成缺陷地结构来作为基本单元，多级单元级联成X波段2X波段缺陷接结构-半模基片集成波导滤波器。具有结构紧凑，易于大规模生产，成品率高，性能稳定且易于系统集成的特点。
【专利说明】一种2X波段缺陷接结构-半模基片集成波导滤波器
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线通讯【技术领域】，尤其涉及到一种2X波段缺陷接结构-半模基片集成波导滤波器。
【背景技术】
[0002]微波毫米波带通滤波器是通信系统以及雷达系统的重要组件，其功能在无线接收机中显得尤为重要，此外，微波带通滤波器还是微波毫米波系统中许多设计问题的关键与核心，如变频器、倍频器和多路通信等。电磁波频谱是有限的，必须按不同应用加以分配；而滤波器既可以用来限定大功率发射机在规定频段内的辐射，又可以用来防止接收机受到工作频带以外的干扰。传统的微波毫米波金属波导和介质加载金属波导可以制作出高品质因数、低损耗、高性能的带通滤波器，但是这种滤波器首先加工比较复杂，尤其是在微波毫米波频段，需要相当高的加工精度；其次生产成本比较昂贵，因为金属波导和腔体的价格本身就很高；第三是这种滤波器体积庞大，很难在射频集成电路里面得到实质应用。因此，迫切需要高性能、体积小、重量轻、品质因数高、损耗小、低成本且易于集成的微波毫米波带通滤波器，以利于射频集成电路的设计。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种2X波段缺陷接结构-半模基片集成波导滤波器，以解决现有技术的上述不足。
[0004]本发明的目的是通过以下技术方案来实现:
[0005]本发明提供了一种2X波段缺陷接结构-半模基片集成波导滤波器，该2X波段缺陷接结构-半模基片集成波导滤波器包括:介质基片以及设置于所述介质基片上的金属贴片，其中，所述介质基片上设置有多个通孔，所述金属贴片包括位置相对的输入端口微带线、输出端口微带线、以及分别通过微带-半模基片集成波导过渡金属线与输入端口微带线和输出端口微带线连接的半模基片集成波导，且所述半模基片集成波导具有多个单个缺陷地结构单元及嵌套缺陷地结构单元以及与所述介质基片的通孔相通的孔。
[0006]优选的，所述单个缺陷地结构单元包括两个对称的具有开口的框型凹陷，且两个框型凹陷的开口方向相对；所述嵌套缺陷地结构单元包括多个嵌套的单个缺陷地结构单元，且所述嵌套缺陷地结构单元为对称结构。
[0007]优选的，所述单个缺陷地结构单元的个数为两个，所述嵌套缺陷地结构单元的个数为一个，且所述嵌套缺陷地结构单元位于所述两个单个缺陷地结构单元的中间。
[0008]优选的，所述2X波段缺陷接结构-半模基片集成波导滤波器还包括设置于所述介质基片上与金属贴片相对的一面的金属镀层。
[0009]优选的，所述通孔内壁设置有镀铜层。
[0010]优选的，所述介质基片的板材为罗杰斯板材，介电常数为2.2，板材厚度为0.254mm。
[0011]优选的，该2X波段缺陷接结构-半模基片集成波导滤波器还包括包裹于所述介质基片和所述金属贴片的镀金层。
[0012]本发明的有益效果为:通过在半模基片集成波导上选择性地去除表面金属，形成缺陷地结构。用缺陷地结构作为基本单元，多级单元级联成X波段2X波段缺陷接结构-半模基片集成波导滤波器。采用大小不同的两个缺陷地结构嵌套的结构。在7.5?1GHz内，插入损耗1.06dB?1.12dB,反射系数达到_30dB附近，对二次谐波(15?20GHz)的抑制达到35dB以上。采用普通印制电路板工艺加工，尺寸:29.5X9.00X0.33mm3，相比于同频段的金属波导类滤波器，结构紧凑，易于大规模生产，成品率高，性能稳定。该2X波段缺陷接结构-半模基片集成波导滤波器属于平面结构，易于系统集成。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]下面根据附图对本发明作进一步详细说明。
[0014]图1是本发明实施例提供的2X波段缺陷接结构-半模基片集成波导滤波器的结构示意图；
[0015]图2是本发明实施例提供的单个缺陷地结构单元的结构示意图；
[0016]图3是本发明实施例提供的嵌套缺陷地结构单元的结构示意图；
[0017]图4是本发明实施例提供的2X波段缺陷接结构-半模基片集成波导滤波器的仿真模拟效果图。
[0018]图中:
[0019]10、介质基片；20、通孔；30、金属贴片；31、微带-半模基片集成波导过渡金属线；32、半模基片集成波导；33、嵌套缺陷地结构单元；33、单个缺陷地结构单元；331、框型凹陷。
【具体实施方式】
[0020]为了提高2X波段缺陷接结构-半模基片集成波导滤波器的性能、降低2X波段缺陷接结构-半模基片集成波导滤波器的体积，本发明提供了一种2X波段缺陷接结构-半模基片集成波导滤波器。在本发明的技术方案中，通过采用平板结构以及多个凹陷地结构单元以及嵌套凹陷地结构单元，提高了 2X波段缺陷接结构-半模基片集成波导滤波器的性能并降低了 2X波段缺陷接结构-半模基片集成波导滤波器的体积。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下以非限制性的实施例为例对本发明作进一步详细说明。
[0021]如图1所示，本发明实施例的一种2X波段缺陷接结构-半模基片集成波导滤波器，该2X波段缺陷接结构-半模基片集成波导滤波器包括:介质基片10以及设置于介质基片10上的金属贴片30，其中，介质基片10上设置有多个通孔20，金属贴片30包括位置相对的输入端口微带线、输出端口微带线、以及分别通过微带-半模基片集成波导过渡金属线31与输入端口微带线和输出端口微带线连接的半模基片集成波导32，且半模基片集成波导32具有多个单个缺陷地结构单元34及嵌套缺陷地结构单元33以及与介质基片10的通孔20相通的孔。
[0022]该2X波段缺陷接结构-半模基片集成波导滤波器，该X波段缺陷地结构-半模基片集成波导滤波器分为三层结构，自上至下为金属贴片30、介质基片10以及底面的金属镀层，在半模基片集成波导滤波器的两端分别设有输入端口微带线、输出端口微带线，在半模基片集成波导滤波器的介质基片10的一侧设的多个通孔20构成半模基片集成波导滤波器的侧壁，该多个通孔20呈一排排列，且通孔20为金属化通孔20，在通孔20的内壁设置有镀铜层，并连接金属贴片30和底面的金属镀层；在半模基片集成波导滤波器的金属贴片30上选择性的设有多个缺陷地结构；并采用三级级联的方式；其中位于中间位置的一级缺陷地结构单元采用了嵌套方式，位于两侧的缺陷地结构为单个缺陷地结构单元34。
[0023]具体的，在将缺陷地结构与半模基片集成波导技术结合的时候，对传统微带线上的缺陷地结构进行改进，使其可以很方便地应用在基片集成波导上:如图2所示，对传统的互补开环谐振器进行改进，将两个互补开环谐振器去掉一个，简化为一个单独的开口环单元，并且将此开口环中间部分金属去除，形成两个对称的具有开口的框型凹陷331，且两个框型凹陷331的开口方向相对，从而形成一个对口半环，从而改变电磁波的传播，不仅简化加工过程，而且满足性能要求；其次，采用三级级联的方式，增强2X波段缺陷接结构-半模基片集成波导滤波器的通带和边带特性；如图3所示，为了进一步的缩小尺寸，采用两个大小不同的单元嵌套的方式，即嵌套缺陷地结构单元33包括多个嵌套的单个缺陷地结构单元34，且嵌套缺陷地结构单元33为对称结构。
[0024]本发明实施例提供的2X波段缺陷接结构-半模基片集成波导滤波器通过在半模基片集成波导上选择性地去除表面金属，形成缺陷地结构。用缺陷地结构作为基本单元，多级单元级联成X波段滤波器。采用大小不同的两个缺陷地结构嵌套的结构。如图4所示，在7.5?1GHz内，插入损耗1.06dB?1.12dB,反射系数达到_30dB附近，对二次谐波(15?20GHz)的抑制达到35dB以上。采用普通印制电路板工艺加工，尺寸:29.5X9.00X0.33mm3,相比于同频段的金属波导类滤波器,结构紧凑，易于大规模生产，成品率高，性能稳定。该2X波段缺陷接结构-半模基片集成波导滤波器属于平面结构，易于系统集成，对于微波毫米波集成电路设计和对尺寸重量要求苛刻的应用场景充满吸引力。在雷达系统和数字微波通信系统，如LMDS、MMDS等方面，具有非常广泛的应用前景。相比于金属矩形波导滤波器，本发明实施例提供的2X波段缺陷接结构-半模基片集成波导滤波器在微波毫米波电路与系统的设计中易于集成。因为这种2X波段缺陷接结构-半模基片集成波导滤波器是平面型结构，完全在介质基片10上实现，通过调节介质基片10的介电常数和缺陷地结构的外观形状和大小可以很方便的调节这种2X波段缺陷接结构-半模基片集成波导滤波器的尺寸大小，从而较好的实现与其他微波毫米波电路的集成；结构简单，易于加工。由于本结构是在半模基片集成波导上表面直接蚀刻缺陷地结构形成2X波段缺陷接结构-半模基片集成波导滤波器，不用额外打孔形成腔体，加工精度高，简单易行；具有较高的品质因数、较低的损耗。这是因为这种结构具有与金属矩形波导类似的结构和特性，所以相对于微带电路，它的品质因数更好，损耗更低；带宽较大，应用范围广，不仅可用于X波段的各类雷达系统，还能用于8GHz频段的数字微波通信系统。
[0025]其中的介质基片10采用普通微波印制电路板工艺加工，较佳的板材为Rogers5880,介电常数为2.2，板材厚度为0.254mm,加入外围尺寸后最终尺寸为:29.5X9.00X0.33mm3。具有较小的体积，此外，该2X波段缺陷接结构-半模基片集成波导滤波器还包括包裹于介质基片10和金属贴片30的镀金层。从而使整个2X波段缺陷接结构-半模基片集成波导滤波器的内部结构得到了保护。
[0026]本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种波段缺陷接结构-半模基片集成波导滤波器，其特征在于，包括:介质基片以及设置于所述介质基片上的金属贴片，其中，所述介质基片上设置有多个通孔，所述金属贴片包括位置相对的输入端口微带线、输出端口微带线、以及分别通过微带-半模基片集成波导过渡金属线与输入端口微带线和输出端口微带线连接的半模基片集成波导，且所述半模基片集成波导具有多个单个缺陷地结构单元及嵌套缺陷地结构单元以及与所述介质基片的通孔相通的孔。
2.根据权利要求1所述的2乂波段缺陷接结构-半模基片集成波导滤波器，其特征在于，所述单个缺陷地结构单元包括两个对称的具有开口的框型凹陷，且两个框型凹陷的开口方向相对；所述嵌套缺陷地结构单元包括多个嵌套的单个缺陷地结构单元，且所述嵌套缺陷地结构单元为对称结构。
3.根据权利要求2所述的2乂波段缺陷接结构-半模基片集成波导滤波器，其特征在于，所述单个缺陷地结构单元的个数为两个，所述嵌套缺陷地结构单元的个数为一个，且所述嵌套缺陷地结构单元位于所述两个单个缺陷地结构单元的中间。
4.根据权利要求1所述的波段缺陷接结构-半模基片集成波导滤波器，其特征在于，还包括设置于所述介质基片上与金属贴片相对的一面的金属镀层。
5.根据权利要求1所述的波段缺陷接结构-半模基片集成波导滤波器，其特征在于，所述通孔内壁设置有镀铜层。
6.根据权利要求1所述的波段缺陷接结构-半模基片集成波导滤波器，其特征在于，所述介质基片的板材为罗杰斯板材，介电常数为2.2，板材厚度为0.254皿。
7.根据权利要求1-6任一项所述的波段缺陷接结构-半模基片集成波导滤波器，其特征在于，还包括包裹于所述介质基片和所述金属贴片的镀金层。
【文档编号】H01P1/203GK104466316SQ201310547844
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2013年11月8日 优先权日:2013年11月8日
【发明者】邵振海, 宋明清 申请人:北京东方安高微电子科技有限公司