一种加载c形缺陷地结构的基片集成波导宽带带通滤波器的制造方法
【专利摘要】一种加载C形缺陷地结构的基片集成波导宽带带通滤波器，它涉及一种基片集成波导宽带带通滤波器，具体涉及一种加载C形缺陷地结构的基片集成波导宽带带通滤波器。本发明为了解决现有的SIW滤波器的工作频率普遍较高，不适用于工作频段较低的移动通信系统的问题。本发明包括介质基板、第一金属印刷层、第二金属印刷层和两个平衡微带线，介质基板是水平设置的长方形板体，第一金属印刷层印刷在介质基板的正面，第二金属印刷层印刷在介质基板背面的中部，第一金属印刷层的中部由左至右依次设有两个第一C形缺陷地结构、三个第二C形缺陷地结构、两个第三C形缺陷地结构。本发明用于无线通信领域。
【专利说明】一种加载C形缺陷地结构的基片集成波导宽带带通滤波器
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种基片集成波导宽带带通滤波器，具体涉及一种加载C形缺陷地结 构的基片集成波导宽带带通滤波器，属于无线通信领域。
【背景技术】
[0002] 基片集成波导，又称为介质集成波导（Substrate Integrated Waveguide, SIW), 是近年来提出的一种新形波导结构，它是一种在介质基片上实现类似于金属矩形波导传输 特性的导波结构，由于该结构具有低辐射、低插损、小形化、易于集成等优点，成为研究的热 点，也被广泛应用于滤波器的设计。借助于印刷电路工艺，基于介质集成波导的滤波器的低 成本批量生产称为可能。但是，普通的基片集成波导带通滤波器的带宽普遍较窄，一般不到 10%，无法满足移动通信系统的更高要求。而且，现有的SIW滤波器的工作频率普遍较高， 这类滤波器的工作频段从5GHz左右起步，最高达到F波段（90?140GHz)，很少关注低频 段，而移动通信系统的工作频段普遍较低，这就制约了其在移动通信系统中的发展。
【发明内容】
[0003] 本发明为解决现有的SIW滤波器的工作频率普遍较高，不适用于工作频段较低的 移动通信系统的问题，进而提出一种加载C形缺陷地结构的基片集成波导宽带带通滤波 器。
[0004] 本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明包括介质基板、第一金属印刷 层、第二金属印刷层和两个平衡微带线，介质基板是水平设置的长方形板体，第一金属印刷 层印刷在介质基板的正面，第二金属印刷层印刷在介质基板背面的中部，第二金属印刷层 为长方形板体，第二金属印刷层表面的两侧边缘设有金属化过孔组，每个所述金属化过孔 组由多个沿第二金属印刷层长度方向呈一字形设置金属化过孔组成，且每个金属化过孔依 次穿过第二金属印刷层、介质基板、第一金属印刷层，两个平衡微带线印刷在介质基板背面 的两端，且每个平衡微带线的一端与第二金属印刷层相对应的一端中部连接，每个平衡微 带线的另一端与介质基板背面相对应的一端边缘连接，第一金属印刷层的中部由左至右依 次设有两个第一 C形缺陷地结构、三个第二C形缺陷地结构、两个第三C形缺陷地结构，且 每个第一 C形缺陷地结构的开口处均朝向右，每个第二C形缺陷地结构的开口处均朝向右， 每个第三C形缺陷地结构的开口处均朝向右，介质板的两端设有同轴接头。
[0005] 本发明的有益效果是：本发明的通带为1. 79?2. 70GHz，相对带宽为40. 5%。根 据仿真结果，制作了滤波器实物，测试结果显示，滤波器的带宽为1. 83?2. 76GHz，相对带 宽达到40. 5%。本发明工作频带覆盖1. 8?2. 7GHz，相对带宽能达到40%以上，带内插损 低于2dB，带外抑制达到了 30dB以上。该滤波器为印刷型结构，具有剖面低、重量轻、易于集 成，具有带宽较宽的特点，可以广泛应用在第四代移动通信系统中。
【专利附图】
【附图说明】
[0006] 图1是本发明的主视图，图2是图1的俯视图，图3是图1的仰视图，图4是本发 明的S参数仿真结果示意图。
【具体实施方式】
【具体实施方式】 [0007] 一：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述一种加载C形 缺陷地结构的基片集成波导宽带带通滤波器包括介质基板1、第一金属印刷层2、第二金属 印刷层3和两个平衡微带线4,介质基板1是水平设置的长方形板体，第一金属印刷层2印 刷在介质基板1的正面，第二金属印刷层3印刷在介质基板1背面的中部，第二金属印刷层 3为长方形板体，第二金属印刷层3表面的两侧边缘设有金属化过孔组，每个所述金属化过 孔组由多个沿第二金属印刷层3长度方向呈一字形设置金属化过孔5组成，且每个金属化 过孔5依次穿过第二金属印刷层3、介质基板1、第一金属印刷层2,两个平衡微带线4印刷 在介质基板1背面的两端，且每个平衡微带线4的一端与第二金属印刷层3相对应的一端 中部连接，每个平衡微带线4的另一端与介质基板1背面相对应的一端边缘连接，第一金属 印刷层2的中部由左至右依次设有两个第一 C形缺陷地结构6、三个第二C形缺陷地结构 7、两个第三C形缺陷地结构8,且每个第一 C形缺陷地结构6的开口处均朝向右，每个第二 C形缺陷地结构7的开口处均朝向右，每个第三C形缺陷地结构8的开口处均朝向右，介质 板1的两端设有同轴接头。
【具体实施方式】 [0008] 二：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述一种加载C形 缺陷地结构的基片集成波导宽带带通滤波器的每个平衡微带线4由第一长方形段4-1、等 腰梯形段4-2和第二长方形段4-3组成，第一长方形段4-1的一端与第二金属印刷层3相 对应的一端中部连接，第一长方形段4-1的另一端与等腰梯形段4-2的底边连接，等腰梯形 段4-2的顶边与第二长方形段4-3的一端连接，第二长方形段4-3的另一端与介质基板1 背面相对应的一端边缘连接。
[0009] 本实施方式的技术效果是：如此设置，可以使得电流沿着具有梯形渐变形式的馈 线流动，从而减小反射，提高阻抗匹配效果。其它组成及连接关系与【具体实施方式】一相同。 [0010]
【具体实施方式】三：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述一种加载C形 缺陷地结构的基片集成波导宽带带通滤波器的介质基板1的长度L1为280_，介质基板1 的宽度W1为62mm，介质基板1的厚度为0. 5mm，介质基板1的相对介电常数为2. 2。
[0011] 本实施方式的技术效果是：如此设置，L1的设置能够保证有足够的加载的C形缺 陷地结构，从而实现带宽的展宽；W1的设置能够保证滤波器的通频带是移动通信的频带； 而较小厚度的选择则是为了尽量减小介质损耗。其它组成及连接关系与【具体实施方式】一相 同。
【具体实施方式】 [0012] 四：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述一种加载C形 缺陷地结构的基片集成波导宽带带通滤波器的第一金属印刷层2的长度为280_，第一金 属印刷层2的宽度为62mm，第一金属印刷层2的厚度为0. 018mm，第二金属印刷层3的长度 为120mm，第二金属印刷层3的宽度为62mm，第二金属印刷层3的厚度为0. 018mm。
[0013] 本实施方式的技术效果是：如此设置，可以保证加载有足够的C形缺陷地结构并 且减小金属的重量。其它组成及连接关系与【具体实施方式】一相同。
[0014]
【具体实施方式】五：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述一种加载C形 缺陷地结构的基片集成波导宽带带通滤波器的每个金属化过孔5的直径为1.6_，相邻两 个金属化过孔5的中心距为2. 5mm。
[0015] 本实施方式的技术效果是：如此设置，可以保证基片集成波导的边缘的金属化过 孔组能够屏蔽电磁波并且保证一定的强度。其它组成及连接关系与【具体实施方式】一相同。
【具体实施方式】 [0016] 六：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述一种加载C形 缺陷地结构的基片集成波导宽带带通滤波器的第一长方形段4-1的宽度为10_，等腰梯形 段4-2的高L2为65mm，第二长方形段4-3的宽度为1. 75mm。
[0017] 本实施方式的技术效果是：如此设置，可以实现电流的渐变传输，减小反射，提高 匹配程度。其它组成及连接关系与【具体实施方式】二相同。
【具体实施方式】 [0018] 七：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述一种加载C形 缺陷地结构的基片集成波导宽带带通滤波器的第一 C形缺陷地结构6与第三C形缺陷地结 构8结构相同，每个第一 C形缺陷地结构6由第一上水平凹槽6-1、第一坚直凹槽6-2和第 一下水平凹槽6-3组成，每个第二C形缺陷地结构7由第二上水平凹槽7-1、第二坚直凹槽 7-2和第二下水平凹槽7-3组成。
[0019] 本实施方式的技术效果是：如此设置，能够保证加载的C形缺陷地结构的凹槽能 够在通带内等效为并联或者串联的电感元件，和其他参数共同组成带通滤波网络。其它组 成及连接关系与【具体实施方式】一相同。
【具体实施方式】 [0020] 八：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述一种加载C形 缺陷地结构的基片集成波导宽带带通滤波器的第一上水平凹槽6-1和第一下水平凹槽6-3 的长度L3为10mm，第一上水平凹槽6-1和第一下水平凹槽6-3的宽度C1为2mm，第一坚直 凹槽6-2的长度L4为17臟，第一坚直凹槽6-2的宽度W2为2臟，第二上水平凹槽7-1和第 二下水平凹槽7-3的长度L5为3mm，第二上水平凹槽7-1和第二下水平凹槽7-3的宽度C2 为2mm，第二坚直凹槽7-2的长度L6为25mm，第二坚直凹槽7-2的宽度W3为3mm。
[0021] 本实施方式的技术效果是：如此设置，能够保证加载的C形缺陷地结构的凹槽能 够在通带的频率内等效为并联或者串联的电感元件，这些电感元件的电感值的范围可以通 过其结构参数确定，和其他参数共同组成带通滤波网络。其它组成及连接关系与具体实施 方式七相同。
【具体实施方式】 [0022] 九：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述种加载C形缺 陷地结构的基片集成波导宽带带通滤波器的相邻两个第一 C形缺陷地结构6之间的距离J 为15_，相邻两个第二C形缺陷地结构7之间的距离J为15_。其它组成及连接关系与具 体实施方式一相同。
[0023] 工作原理
[0024] 本发明加载C形缺陷地结构的基片集成波导（SIW)宽带带通滤波器的宽带带通特 性主要是通过在SIW上加载C型缺陷地结构，即异形槽缝结构来实现，SIW与传统介质填充 矩形波导相似，具有高通特性；而C型缺陷地结构具有低通特性，因此，两者的结合将会产 生带通特性。
【权利要求】
1. 一种加载C形缺陷地结构的基片集成波导宽带带通滤波器，其特征在于：所述一种 加载C形缺陷地结构的基片集成波导宽带带通滤波器包括介质基板（1)、第一金属印刷层 (2)、第二金属印刷层（3)和两个平衡微带线（4)，介质基板（1)是水平设置的长方形板体， 第一金属印刷层（2)印刷在介质基板（1)的正面，第二金属印刷层（3)印刷在介质基板（1) 背面的中部，第二金属印刷层（3)为长方形板体，第二金属印刷层（3)表面的两侧边缘设 有金属化过孔组，每个所述金属化过孔组由多个沿第二金属印刷层（3)长度方向呈一字形 设置金属化过孔（5)组成，且每个金属化过孔（5)依次穿过第二金属印刷层（3)、介质基板 (1)、第一金属印刷层（2)，两个平衡微带线（4)印刷在介质基板（1)背面的两端，且每个平 衡微带线（4)的一端与第二金属印刷层（3)相对应的一端中部连接，每个平衡微带线（4) 的另一端与介质基板（1)背面相对应的一端边缘连接，第一金属印刷层（2)的中部由左至 右依次设有两个第一 C形缺陷地结构（6)、三个第二C形缺陷地结构（7)、两个第三C形缺 陷地结构（8)，且每个第一 C形缺陷地结构（6)的开口处均朝向右，每个第二C形缺陷地结 构⑵的开口处均朝向右，每个第三C形缺陷地结构⑶的开口处均朝向右，介质板⑴的 两端设有同轴接头。
2. 根据权利要求1所述一种加载C形缺陷地结构的基片集成波导宽带带通滤波器，其 特征在于：每个平衡微带线（4)由第一长方形段（4-1)、等腰梯形段（4-2)和第二长方形段 (4-3)组成，第一长方形段（4-1)的一端与第二金属印刷层（3)相对应的一端中部连接，第 一长方形段（4-1)的另一端与等腰梯形段（4-2)的底边连接，等腰梯形段（4-2)的顶边与 第二长方形段（4-3)的一端连接，第二长方形段（4-3)的另一端与介质基板（1)背面相对 应的一端边缘连接。
3. 根据权利要求1所述一种加载C形缺陷地结构的基片集成波导宽带带通滤波器，其 特征在于：介质基板⑴的长度（L1)为280mm，介质基板⑴的宽度（W1)为62mm，介质基 板（1)的厚度为〇. 5mm，介质基板（1)的相对介电常数为2. 2。
4. 根据权利要求1所述一种加载C形缺陷地结构的基片集成波导宽带带通滤波器，其 特征在于：第一金属印刷层（2)的长度为280mm，第一金属印刷层（2)的宽度为62mm，第一 金属印刷层（2)的厚度为0.018mm，第二金属印刷层（3)的长度为120 mm,第二金属印刷层 ⑶的宽度为62mm，第二金属印刷层⑶的厚度为0· 018mm。
5. 根据权利要求1所述一种加载C形缺陷地结构的基片集成波导宽带带通滤波器， 其特征在于：每个金属化过孔（5)的直径为1.6_，相邻两个金属化过孔（5)的中心距为 2. 5mm〇
6. 根据权利要求2所述一种加载C形缺陷地结构的基片集成波导宽带带通滤波器，其 特征在于：第一长方形段（4-1)的宽度为10_，等腰梯形段（4-2)的高（L2)为65_，第二 长方形段（4-3)的宽度为1. 75_。
7. 根据权利要求1所述一种加载C形缺陷地结构的基片集成波导宽带带通滤波器，其 特征在于：第一 C形缺陷地结构（6)与第三C形缺陷地结构（8)结构相同，每个第一 C形缺 陷地结构（6)由第一上水平凹槽（6-1)、第一坚直凹槽（6-2)和第一下水平凹槽（6-3)组 成，每个第二C形缺陷地结构（7)由第二上水平凹槽（7-1)、第二坚直凹槽（7-2)和第二下 水平凹槽（7-3)组成。
8. 根据权利要求7所述一种加载C形缺陷地结构的基片集成波导宽带带通滤波器，其 特征在于：第一上水平凹槽（6-1)和第一下水平凹槽（6-3)的长度（L3)为10mm，第一上 水平凹槽（6-1)和第一下水平凹槽（6-3)的宽度（C1)为2mm，第一坚直凹槽（6-2)的长度 (L4)为17mm，第一坚直凹槽（6-2)的宽度（W2)为2mm，第二上水平凹槽（7-1)和第二下水 平凹槽（7-3)的长度（L5)为3mm，第二上水平凹槽（7-1)和第二下水平凹槽（7-3)的宽度 (C2)为2mm，第二坚直凹槽（7-2)的长度（L6)为25mm，第二坚直凹槽（7-2)的宽度（W3)为 3mm η
【文档编号】H01P1/203GK104124498SQ201410379960
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年8月4日 优先权日:2014年8月4日
【发明者】林澍, 罗晓, 赵志华, 刘冠君, 王立娜, 耿姝 申请人:哈尔滨工业大学