基于八分之一模基片集成波导的单层平面双通带滤波器的制作方法

本发明涉及微波技术领域，特别是一种基于八分之一模基片集成波导的单层平面双通带滤波器。

背景技术：

自从基片集成波导的概念提出以来，就受到了国内外学者的广泛关注。基片集成波导由上下金属面、金属间的介质板以及两侧连接金属板的金属化过孔组成，这种平面结构，可以通过PCB工艺来实现。与具有类似工艺的微带结构相比，基片集成波导继承了传统介质填充矩形波导的大部分优点，如插入损耗低、辐射小，同时还兼备了微带结构的很多优点，如剖面低、易于加工、易于集成。基片集成波导的这些优点使其被应用到很多微波器件的设计中。

国内外现有的双通带滤波器多基于微带线结构设计，存在损耗高、功率容量小的问题；基于八分之一模基片集成波导的双通带滤波器设计的研究很少，该结构可以有效减小体积，实现小型化。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种能够实现双通带的小型化、低损耗、高功率容量的基于八分之一模基片集成波导的双通带滤波器。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于八分之一模基片集成波导的单层平面双通带滤波器，包括介质基片，介质基片的下金属层，介质基片的第一上金属层、第二上金属层、第三上金属层，以及第一排金属化通孔、第二排金属化通孔、第三排金属化通孔；所述第一上金属层、第二上金属层、第三上金属层均为等腰直角三角形，其中第一上金属层、第三上金属层的斜边长度等于第二上金属层的直角边长度，且第一上金属层、第三上金属层的斜边与第二上金属层的两个直角边相邻，拼接为一个矩形；所述第一上金属层与第二上金属层之间的缝隙为第一缝隙，第三上金属层与第二上金属层之间的缝隙为第二缝隙；第二上金属层被第二排通孔所在直线平分为左右两部分，记为第二左侧上金属层和第二右侧上金属层；第一馈电微带线、第二馈电微带线与第二上金属层的斜边相接。

进一步地，所述第一上金属层、介质基片、下金属层与第一排金属化通孔构成谐振腔，记为二号腔体；第二左侧上金属层、介质基片、下金属层与第二排金属化通孔构成谐振腔，记为一号腔体；第二右侧上金属层、介质基片、下金属层与第二排金属化通孔构成谐振腔，记为四号腔体；第三上金属层、介质基片、下金属层与第三排金属化通孔构成谐振腔，记为三号腔体。

进一步地，所述第一馈电微带线与第二左侧上金属层相连，第二馈电微带线与第二右侧上金属层相连，两条馈电微带线之间存在耦合路径。

进一步地，所述第一缝隙用来提供一号腔体和二号腔体之间的耦合，第二缝隙用来提供三号腔体和四号腔体之间的耦合。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：(1)得益于该设计中所采用的结构，八分之一基片集成波导腔体，有效的缩小了体积，有利于滤波器的小型化；(2)得益于该设计中所采用的结构，能在滤波响应中出现四个传输零点，大大优化了滤波器的频率选择性。

附图说明

图1是本发明基于八分之一模基片集成波导双通带滤波器的立体结构示意图。

图2是本发明基于八分之一模基片集成波导双通带滤波器的顶部结构示意图。

图3是本发明实施例1的频率响应仿真和测试结果图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

结合图1，一种基于八分之一模基片集成波导的单层平面双通带滤波器，包括介质基片4，介质基片)的下金属层5，介质基片4的第一上金属层1、第二上金属层2、第三上金属层3，以及第一排金属化通孔8、第二排金属化通孔9、第三排金属化通孔10；所述第一上金属层1、第二上金属层2、第三上金属层3均为等腰直角三角形，其中第一上金属层1、第三上金属层3为两个小等腰直角三角形，第二上金属层2为一个大等腰直角三角形，其中第一上金属层1、第三上金属层3的斜边长度等于第二上金属层2的直角边长度；第一上金属层1、第三上金属层3的斜边与第二上金属层2的两个直角边相邻，拼接为一个矩形，第一上金属层1与第二上金属层2之间的缝隙为第一缝隙11，第三上金属层3与第二上金属层2之间的缝隙为第二缝隙12；第二上金属层2被第二排通孔9所在直线平分为左右两部分，记为第二左侧上金属层和第二右侧上金属层；第一馈电微带线6、第二馈电微带线7与第二上金属层2的斜边相接。

进一步地，所述第一上金属层1、介质基片4、下金属层5与第一排金属化通孔8构成谐振腔，记为二号腔体；第二左侧上金属层、介质基片4、下金属层5与第二金属化排通孔9构成谐振腔，记为一号腔体；第二右侧上金属层、介质基片4、下金属层5与第二排金属化通孔9构成谐振腔，记为四号腔体；第三上金属层3、介质基片4、下金属层5与第三排金属化通孔10构成谐振腔，记为三号腔体。

进一步地，第一馈电微带线6与第二左侧上金属层相连，第二馈电微带线7与第二右侧上金属层相连，两条馈电微带线之间有一段距离很近，存在耦合路径。

进一步地，所述第一缝隙11用来提供一号腔体和二号腔体之间的耦合，第二缝隙12用来提供三号腔体和四号腔体之间的耦合。

实施例1

结合图1和图2，本发明基于基片集成波导的小型化平衡带通滤波器，包括一层介质基片1，采用Rogers RO3010介质板设计，介质厚度为25mil，相对介电常数为10.2。上金属层两块小等腰直角三角形直角边L1＝11.3mm，第一和第三排通孔长W1＝10mm，第二排金属通孔间距W2＝6mm。第一、第二馈电微带线与上金属层相连的部分距离第二排通孔圆心所在直线L2＝3.3mm，微带线宽度W4＝0.584mm，两条微带线馈电时，最近的距离W3＝0.182mm。第一～三上金属层1、2、3间的缝隙距离G＝0.21mm。

图3为该滤波器频率响应曲线的仿真和测试结果。在图中可看出，双通带滤波器两个通带的中心频率为2.62GHz和3.12GHz，带宽分别为250MHz和160MHz，且在1.96GHz、2.82GHz、3.02GHz、3.38GHz处存在一个零点，改善了带外抑制特性。