一种加载矩形金属体的消失模基片集成波导带通滤波器的制造方法
【专利摘要】一种加载矩形金属体的消失模基片集成波导带通滤波器，它涉及一种消失模基片集成波导带通滤波器，具体涉及一种加载矩形金属体的消失模基片集成波导带通滤波器。本发明为了解决普通的基片集成波导带通滤波器的工作频率很高，相对带宽很窄，无法应用于移动通信系统中的问题。本发明包括第一金属印刷层、介质基板、第二金属印刷层和两个平衡微带线，介质基板为工字形板体，第一金属印刷层、介质基板、第二金属印刷层由上至下依次设置，两个平衡微带线印刷在介质基板的上表面上。本发明用于无线通信领域。
【专利说明】一种加载矩形金属体的消失模基片集成波导带通滤波器
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种消失模基片集成波导带通滤波器，具体涉及一种加载矩形金属体 的消失模基片集成波导带通滤波器，属于无线通信领域。
【背景技术】
[0002] 介质集成波导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波导结 构，由于该结构具有低辐射、低插损、小型化、易于集成等优点，成为研究的热点，也被广泛 应用与滤波器的设计。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 产成为可能。但是，普通的基片集成波导带通滤波器的工作频率很高，相对带宽很窄，这制 约了其在移动通信系统中的发展。
【发明内容】
[0003] 本发明为解决普通的基片集成波导带通滤波器的工作频率很高，相对带宽很窄， 无法应用于移动通信系统中的问题，进而提出一种加载矩形金属体的消失模基片集成波导 带通滤波器。
[0004] 本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明包括第一金属印刷层、介质基 板、第二金属印刷层和两个平衡微带线，介质基板为工字形板体，第一金属印刷层、介质基 板、第二金属印刷层由上至下依次设置，两个平衡微带线印刷在介质基板的上表面上，且两 个平衡微带线位于第一金属印刷层的两端，每个平衡微带线的一端与介质基板相对应一端 边缘的中部连接，每个平衡微带线的另一端与第一金属印刷层相对应一端的中部连接，第 一金属印刷层每一侧沿其边缘开有若干个金属化过孔，且每个金属化过孔由上至下依次穿 过第一金属印刷层、介质基板、第二金属印刷层，介质基板上表面的中部和下表面的中部由 介质基板的一端至另一端均依次嵌装有第一矩形金属体、第二矩形金属体、第三矩形金属 体、第四矩形金属体、第五矩形金属体、第六矩形金属体。
[0005] 本发明的技术效果是：仿真与实验结果表明，本发明的工作频带覆盖1.8? 2. 6GHz，相对带宽能达到36. 4%以上。该滤波器为印刷型结构，具有剖面低、重量轻、易于集 成、带宽较宽的特点，可以广泛应用在第四代移动通信系统中。仿真结果表明，本发明的通 带为1. 8?2. 6GHz，相对带宽达到36. 4%。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. 76?2. 61GHz，相对带宽达到38. 9%。
【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，图5是本发明的S参数测试结果示意图。
【具体实施方式】
[0007]
【具体实施方式】一：结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式所述一种加载矩形 金属体的消失模基片集成波导带通滤波器包括第一金属印刷层1、介质基板2、第二金属印 刷层3和两个平衡微带线4,介质基板2为工字形板体，第一金属印刷层1、介质基板2、第二 金属印刷层3由上至下依次设置，两个平衡微带线4印刷在介质基板2的上表面上，且两个 平衡微带线4位于第一金属印刷层1的两端，每个平衡微带线4的一端与介质基板2相对 应一端边缘的中部连接，每个平衡微带线4的另一端与第一金属印刷层1相对应一端的中 部连接，第一金属印刷层1每一侧沿其边缘开有若干个金属化过孔5,且每个金属化过孔5 由上至下依次穿过第一金属印刷层1、介质基板2、第二金属印刷层3,介质基板2上表面的 中部和下表面的中部由介质基板2的一端至另一端均依次嵌装有第一矩形金属体6、第二 矩形金属体7、第三矩形金属体8、第四矩形金属体9、第五矩形金属体10、第六矩形金属体 11。
[0008] 本实施方式中介质基板2的两端分别各与一个同轴接头连接。
【具体实施方式】 [0009] 二：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述一种加载矩 形金属体的消失模基片集成波导带通滤波器的每个平衡微带线4有长方形段4-1和梯形段 4-2组成，长方形段4-1的一端与介质基板2相对应一端边缘的中部连接，长方形段4-1的 另一端与梯形段4-2的短底边连接，梯形段4-2的长底边与第一金属印刷层1相对应一端 的中部连接。
[0010] 本实施方式的技术效果是：如此设置，可以使馈电线为渐变线形式，从而减少电磁 能量反射，提高阻抗匹配程度。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】 [0011] 三：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述一种加载矩形 金属体的消失模基片集成波导带通滤波器的介质基板2的厚度为4. 5_，介质基板2的宽 度为46_，介质基板2两侧长条形缺口的长度L1为125_，介质基板2的相对介电常数为 4. 4。
[0012] 本实施方式的技术效果是：如此设置，可以使滤波器工作在移动通信频段。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】 [0013] 四：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述一种加载矩形 金属体的消失模基片集成波导带通滤波器的第一金属印刷层1为工字形薄板，第一金属印 刷层1的厚度为0. 018mm?0. 035mm，第一金属印刷层1的中部长度为125mm,第一金属印 刷层1的中部宽度为35mm,第一金属印刷层1每个端部1-1的长度L2为46mm,第一金属印 刷层1每个端部的宽度W1为18. 5mm,第二金属印刷层3的长度为192mm,第二金属印刷层 3的宽度为46mm,第二金属印刷层3的厚度为0· 018mm?0· 035mm。
[0014] 本实施方式的技术效果是：如此设置，可以形成消失模工作方式，并减轻金属的重 量。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】 [0015] 五：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述一种加载矩 形金属体的消失模基片集成波导带通滤波器的每个平衡微带线4的长方形段4-1的长度为 10mm，每个平衡微带线4的长方形段4-1的宽度为9mm，每个平衡微带线4的梯形段4-2的 短底边的长度为9mm，每个平衡微带线4的梯形段4-2的长底边的长度为30mm，每个平衡微 带线4的梯形段4-2的高为5mm。
[0016] 本实施方式的技术效果是：如此设置，可以实现较好的馈线渐变形式及馈电端口 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】 [0017] 六：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述一种加载矩形 金属体的消失模基片集成波导带通滤波器的每个金属化过孔5的直径为0. 6_，相邻两个 金属化过孔5之间的中心距为1mm。
[0018] 本实施方式的技术效果是：如此设置，可以有效屏蔽波导内部的电磁能量并能增 强波导的机械强度。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】 [0019] 七：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述一种加载矩形 金属体的消失模基片集成波导带通滤波器的第一矩形金属体6和第六矩形金属体11的长 度均为6_，第一矩形金属体6和第六矩形金属体11的宽度均为8_，第二矩形金属体7和 第五矩形金属体10的长度均为6mm，第二矩形金属体7和第五矩形金属体10的宽度均为 10mm,第三矩形金属体8和第四矩形金属体9的长度均为6mm，第三矩形金属体8和第四矩 形金属体9的宽度均为10_，第一矩形金属体6、第二矩形金属体7、第三矩形金属体8、第 四矩形金属体9、第五矩形金属体10、第六矩形金属体11的深度h均为1. 5mm。
[0020] 本实施方式的技术效果是：如此设置，可以使加载的矩形金属体能够在指定的频 率范围内等效为所需要的电容元件，结合其他参数实现带通滤波器特性。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】 [0021] 八：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述一种加载矩形 金属体的消失模基片集成波导带通滤波器的第一矩形金属体6与第二矩形金属体7之间的 距离dl为12mm，第二矩形金属体7与第三矩形金属体8之间的距离d2为15mm，第三矩形 金属体8与第四矩形金属体9之间的距离d3为15mm，第四矩形金属体9与第五矩形金属 体10之间的距离d4为15mm，第五矩形金属体10与第六矩形金属体11之间的距离d5为 12mm〇
[0022] 本实施方式的技术效果是：如此设置，可以使加载的矩形金属体之间的波导能够 在指定的频率范围内等效为所需要的电感元件网络，结合其他参数实现带通滤波器特性其 它组成及连接关系与【具体实施方式】一相同。
[0023] 工作原理
[0024] 本发明消失模基片集成波导滤波器的宽带带通特性主要是通过在消失模基片集 成波导上加载矩形金属体来实现，消失模基片集成波导在一定频率范围内可以等效为电感 网络；而加载矩形金属体结构在一定频率范围内可以等效为电容，因此，两者的结合将会产 生带通特性。
【权利要求】
1. 一种加载矩形金属体的消失模基片集成波导带通滤波器，其特征在于：所述一种加 载矩形金属体的消失模基片集成波导带通滤波器包括第一金属印刷层（1)、介质基板（2)、 第二金属印刷层（3)和两个平衡微带线（4)，介质基板（2)为工字形板体，第一金属印刷层 (1)、介质基板（2)、第二金属印刷层（3)由上至下依次设置，两个平衡微带线（4)印刷在介 质基板（2)的上表面上，且两个平衡微带线（4)位于第一金属印刷层（1)的两端，每个平 衡微带线（4)的一端与介质基板（2)相对应一端边缘的中部连接，每个平衡微带线（4)的 另一端与第一金属印刷层（1)相对应一端的中部连接，第一金属印刷层（1)每一侧沿其边 缘开有若干个金属化过孔（5)，且每个金属化过孔（5)由上至下依次穿过第一金属印刷层 (1)、介质基板（2)、第二金属印刷层（3)，介质基板（2)上表面的中部和下表面的中部由介 质基板（2)的一端至另一端均依次嵌装有第一矩形金属体（6)、第二矩形金属体（7)、第三 矩形金属体（8)、第四矩形金属体（9)、第五矩形金属体（10)、第六矩形金属体（11)。
2. 根据权利要求1所述一种加载矩形金属体的消失模基片集成波导带通滤波器，其特 征在于：每个平衡微带线（4)有长方形段（4-1)和梯形段（4-2)组成，长方形段（4-1)的一 端与介质基板（2)相对应一端边缘的中部连接，长方形段（4-1)的另一端与梯形段（4-2) 的短底边连接，梯形段（4-2)的长底边与第一金属印刷层（1)相对应一端的中部连接。
3. 根据权利要求1所述一种加载矩形金属体的消失模基片集成波导带通滤波器，其特 征在于：介质基板⑵的厚度为4. 5mm，介质基板⑵的宽度为46mm，介质基板⑵两侧长 条形缺口的长度（L1)为125mm，介质基板（2)的相对介电常数为4. 4。
4. 根据权利要求1所述一种加载矩形金属体的消失模基片集成波导带通滤波器，其 特征在于：第一金属印刷层（1)为工字形薄板，第一金属印刷层（1)的厚度为0.018mm? 0.035mm，第一金属印刷层（1)的中部长度为125mm，第一金属印刷层（1)的中部宽度为 35mm。，第一金属印刷层（1)每个端部（1-1)的长度（L2)为46mm，第一金属印刷层（1)每个 端部的宽度（W1)为18. 5mm，第二金属印刷层（3)的长度为192mm，第二金属印刷层（3)的 宽度为46mm，第二金属印刷层⑶的厚度为0· 018mm?0· 035mm。
5. 根据权利要求2所述一种加载矩形金属体的消失模基片集成波导带通滤波器，其特 征在于：每个平衡微带线（4)的长方形段（4-1)的长度为10mm，每个平衡微带线（4)的长 方形段（4-1)的宽度为9_，每个平衡微带线（4)的梯形段（4-2)的短底边的长度为9_， 每个平衡微带线（4)的梯形段（4-2)的长底边的长度为30mm，每个平衡微带线（4)的梯形 段（4_ 2)的高为5臟。
6. 根据权利要求1所述一种加载矩形金属体的消失模基片集成波导带通滤波器，其特 征在于：每个金属化过孔（5)的直径为0.6_，相邻两个金属化过孔（5)之间的中心距为 1mm η
7. 根据权利要求1所述一种加载矩形金属体的消失模基片集成波导带通滤波器，其特 征在于：第一矩形金属体（6)和第六矩形金属体（11)的长度均为6mm，第一矩形金属体（6) 和第六矩形金属体（11)的宽度均为8mm，第二矩形金属体（7)和第五矩形金属体（10)的长 度均为6mm，第二矩形金属体（7)和第五矩形金属体（10)的宽度均为10mm，第三矩形金属 体（8)和第四矩形金属体（9)的长度均为6mm，第三矩形金属体（8)和第四矩形金属体（9) 的宽度均为1〇_，第一矩形金属体（6)、第二矩形金属体（7)、第三矩形金属体（8)、第四矩 形金属体（9)、第五矩形金属体（10)、第六矩形金属体（11)的深度（h)均为1.5mm。
8.根据权利要求1所述一种加载矩形金属体的消失模基片集成波导带通滤波器，其特 征在于：第一矩形金属体（6)与第二矩形金属体（7)之间的距离（dl)为12mm，第二矩形金 属体（7)与第三矩形金属体（8)之间的距离（d2)为15mm，第三矩形金属体（8)与第四矩形 金属体（9)之间的距离（d3)为15mm，第四矩形金属体（9)与第五矩形金属体（10)之间的 距离（d4)为15mm，第五矩形金属体（10)与第六矩形金属体（11)之间的距离（d5)为12mm。
【文档编号】H01P1/203GK104157937SQ201410397431
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年8月13日 优先权日:2014年8月13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