一种超低插入损耗的陶瓷基微带带通滤波器的制作方法

本发明是关于滤波器的，具体涉及一种插入损耗低，工作频率高，版图尺寸小的微带带通滤波器。

背景技术：

随着现代武器装备的发展，现代军事武器装备更新换代速度之快，传统滤波器已远远不能满足需求。研究小型化、高品质滤波器有利于打破国际对高可靠、高功率承载微带线滤波器研制技术的封锁，填补国内对高品质微波滤波器研制的空白。对提高我国军事电子系统性能水平、电子对抗能力具有重要意义。近年来，特别是4g移动通信快速普及以及5g移动通信的密切部署，迫切的需求研制性能更佳，体积更小的滤波器，这也是未来微波滤波器发展的趋势之一。

目前，微波通信低频段(0.8～4ghz)的利用率已逐渐饱和，寻找可以在更高的微波频率下工作的高品质微波器件是当前科研工作者的努力方向。

技术实现要素：

本发明的目的，是鉴于传统滤波器已远远不能满足小型化和高品质的需求，提供一种通过高介电常数的陶瓷基板实现可以在较高频率下工作的插入损耗小于-0.1db的微带带通滤波器，以实现滤波器的小型化和高选择性。

本发明通过如下技术方案予以实现。

一种超低插入损耗的陶瓷基微带带通滤波器，包括陶瓷介质基板和馈线，其特征在于，所述陶瓷介质基板9是mgtio3陶瓷基板，陶瓷介质基板9的背面设置有金属接地板8；陶瓷介质基板9的正面左上方设置有输入馈线1，输入馈线1的向内一侧设置有输入平行耦合线a3，输入平行耦合线a3的下方设置有输入平行耦合线b4；陶瓷介质基板9的正面右下方设置有输出馈线2，输出馈线2向内一侧设置有输出平行耦合线a5，输出平行耦合线a5的上方设置有输出平行耦合线b6；在输入平行耦合线b4与输出平行耦合线b6之间的中心位置设置有输出平行耦合线c7；

所述输入馈线1与输出馈线2均是特征阻抗为50欧姆的微带线，并且均为平行耦合馈电结构；

所述输入馈线1的长度为3mm，宽度为1.3mm，输出馈线2的长度为3mm，宽度为1.29mm；所述输入平行耦合线a3的长度为3.31mm，宽度为0.8mm，耦合间距为0.5mm；输入平行耦合线b4的长度为3.37mm，宽度为0.8mm，耦合间距为1.5mm；输出平行耦合线b6的长度为3.36mm，宽度为0.8mm，耦合间距为1.5mm；输出平行耦合线a5的长度为3.32mm，宽度为0.8mm，耦合间距为0.5mm。

所述陶瓷基板9为mgtio3材料，其介电常数为17.5，损耗为10^-5。

所述陶瓷基板9的长×宽×高＝30±5×13±3×1mm。

所述馈线与平行耦合线也称金属线，采用金、银、铜的金属材料，其厚度为0.01mm。

本发明的有益效果如下：

1.本发明采用高介电常数的钛酸镁基微波介质材料作为滤波器的基板，有效减少了滤波器的尺寸，较之罗杰斯基板滤波器面积减小了40％，通带内的插入损耗降低至-0.1db以内。

2.本发明通过平行耦合谐振器结构，实现较高的工作频率6ghz，而介质基板的介电常数越大，滤波器的奇偶模相速差也就越大，这样将产生高次谐波，采用阶跃阻抗谐振器，将高次谐波有效控制；

3.本发明通带的中心频率容易控制。通过调整谐振器的长度可以对通带的中心频率进行调整，随着长度的增加，通带的中心频率向低频方向移动；

4.本发明的微带带通滤波器结构简单，易于加工。

附图说明

图1为本发明的微带双通带滤波器的正面结构示意图；

图2为本发明的微带双通带滤波器的背面结构示意图；

图3为实施例中微带双通带滤波器仿真的频率响应曲线。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，下面结合附图及具体实施例，进一步对本发明做详细说明。

本发明的微带带通滤波器的平面结构如图1、图2所示，采用常规制备方法及常规原材料进行制备。

陶瓷介质基板9是mgtio3陶瓷基板，陶瓷介质基板9的背面设置有金属接地板8；

陶瓷介质基板9的正面左上方设置有输入馈线1，输入馈线1的向内一侧设置有输入平行耦合线a3，输入平行耦合线a3的下方设置有输入平行耦合线b4；陶瓷介质基板9的正面右下方设置有输出馈线2，输出馈线2向内一侧设置有输出平行耦合线a5，输出平行耦合线a5的上方设置有输出平行耦合线b6；在输入平行耦合线b4与输出平行耦合线b6之间的中心位置设置有输出平行耦合线c7。

实施例中输入馈线1/输出馈线2均采用特性阻抗为50欧姆且为平行耦合结构的微带线。

本实施例中mgtio3陶瓷介质基板9为自制产品，长×宽×高＝30×13×1mm，其介电常数为17.5，损耗为10^-5。采用化学原料mgo、tio2通过传统固相法工艺制备，相关工艺发表于journalofalloysandcompounds期刊(journalofalloysandcompounds509(2011)7271–7276)。

所述输入馈线1的长度为3mm，宽度为1.3mm，输出馈线2的长度为3mm，宽度为1.29mm；

所述输入平行耦合线a3的长度为3.31mm，宽度为0.8mm，耦合间距为0.5mm；输入平行耦合线b4的长度为3.37mm，宽度为0.8mm，耦合间距为1.5mm；输出平行耦合线b6的长度为3.36mm，宽度为0.8mm，耦合间距为1.5mm；输出平行耦合线a5的长度为3.32mm，宽度为0.8mm，耦合间距为0.5mm；

上述馈线与平行耦合线也称金属线，采用金、银或铜等常用金属材料，其厚度为0.01mm。本实施例采用铜材料的金属线。

图3是本实施例中双通带滤波器仿真的频率响应曲线。图中包含两条曲线s11，s21，曲线s11是反射特性曲线，曲线s21是传输特曲线。由图可知，通带的中心频率是6.00ghz，插入损耗为-0.068db，回波损耗为-41.96db；

本发明并不局限于上述实施例，很多细节的变化是可能的，但这并不因此违背本发明的范围和精神。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种超低插入损耗的陶瓷基微带带通滤波器，陶瓷介质基板为MgTiO3陶瓷基板，其背面为金属接地板；陶瓷介质基板的正面左上方设置有输入馈线，输入馈线的向内一侧设置有输入平行耦合线A，下方设置有输入平行耦合线B；陶瓷介质基板的正面右下方设置有输出馈线，输出馈线向内一侧设置有输出平行耦合线A，输出平行耦合线A的上方设置有输出平行耦合线B；在输入平行耦合线B与输出平行耦合线B之间的中心位置设置有输出平行耦合线C。所述馈线与平行耦合线采用金、银或者铜的金属材料，其厚度为0.01mm。本发明有效减少了滤波器的尺寸，通带内的插入损耗降低至‑0.068dB，回波损耗为‑41.96dB，实现了较高的工作频率6GHz，且结构简单，易于加工。

技术研发人员：李玲霞;许振鹏;于仕辉;杜明昆;乔坚栗
受保护的技术使用者：天津大学
技术研发日：2018.12.25
技术公布日：2019.04.19