一种小型化基片集成波导高通滤波器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于毫米波波导滤波技术领域，设及基于基片集成波导技术的小型化滤波 器。
【背景技术】
[0002] 毫米波在雷达通信、卫星通信和导航等领域中有着越来越广泛的应用，而滤波器 作为毫米波接收机的重要部件，也扮演着举足轻重的角色，其滤波性能是影响接收机性能 的重要因素之一。
[0003] 为适应电子及无线电通信等行业的迅速发展，微波毫米波系统正朝着小型化、高 性能、低成本等方面快速发展，毫米波滤波器作为毫米波系统的重要部件，也面临着越来越 高的要求，如：更小的体积、更低的差损、带外更高的抑制、更低的成本、更便捷的与系统集 成。基片集成波导兼具波导和平面电路的优势，具有相对较高的Q值和易于集成的优点。基 片集成波导通过基片上金属化的过孔与上下金属层连接，形成类似波导的结构形式。运种 结构形式继承了波导和平面电路的优势，必定会在微波毫米波系统中扮演重要角色。
【发明内容】
[0004] 要解决的技术问题 阳〇化]为了解决现有的滤波器体积大的问题，本发明提出一种小型化基片集成波导高通 滤波器。
[0006] 技术方案
[0007] 一种小型化基片集成波导高通滤波器，其特征在于包括介质基片、覆盖于介质基 片两面的上金属层和下金属层、贯穿于介质基片的多个金属化过孔；上金属层包括50欧姆 输入微带线、输入微带到基片集成波导过渡段、基片集成波导、输出微带到基片集成波导 过渡段和50欧姆输出微带线，金属化过孔位于基片集成波导内，下金属层为金属地；所述 的基片集成波导的宽边Ws与矩形波导的宽边WK的转化公式如下： Wr 矣
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[0012] 其中，d为金属过孔直径，P为金属过孔距离。
[0013] 所述的金属化过孔为14个，过孔半径为0. 3毫米。
[0014] 所述的介质基片（5)为Rogers5880。
[0015] 有益效果
[0016] 本发明提出的一种小型化基片集成波导高通滤波器，具有体积小、成本低、结构简 单、方便与系统集成、低差损、高抑制度等优点。
【附图说明】
[0017] 图1基片集成波导高通滤波器顶视图
[0018] 图2基片集成波导滤波器底视图
[0019] 图3基片集成波导高通滤波器侧视图
[0020] 图4基片集成波导高通滤波器S参数仿真曲线
【具体实施方式】
[0021] 现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：
[0022] 小型化基片集成高通滤波器的组成包括覆盖于介质层上、下表面的金属层和连接 上下两层铜锥的金属化过孔。其中金属化过孔垂直于上、下金属层面，并与介质层一起组成 类似波导的结构，通过波导到微带过渡接入微波毫米波电路系统，如图1、图2、图3所示。
[0023] 一种基片集成波导滤波器包括：一片介质基片，在运里使用Rogers5880,见图1、 图3中5所示，覆盖于基片上、下的金属层，如图1、2、3中，3、6所示，贯穿于顶底层的金属 化过孔，如图1、图2、图3中，4所示。图1中1为50欧姆带线，2为微带到基片集成波导过 渡。
[0024] 在毫米波变频单元中，经常会遇到需要将X波段通过上变频，变化到Ka频段输出 的情况，在输出端X波段是不需要的信号，必须滤除。使用MEMS滤波器虽然可W滤除X波 段信号，但是除了需要付出高昂的成本，还需要复杂的微组装装配工艺配合。使用传统的波 导滤波器不仅体积大，要求结构加工精度高，而且使得整个系统装配变得更加复杂，降低了 整个系统的可靠性。使用传统的微带线滤波器，虽然装配简单，但是却需要较大的空间，与 系统小型化设计要求违背。
[00巧]根据W上分析运里设计一款小型化毫米波高通滤波器，设计指标：通带范围： 30細Z-35細Z;阻带范围：2細Z-IO細Z;沿信号传输方向尺寸：3mm;插入损耗：《0. 5地；频 率抑制度：> 30地。
[00%] 本发明采用如下方法确定基片集成波导滤波器宽边初始长度。
[0027] 假设Wk为矩形波导的宽边，Ws为基片集成波导的宽边（对应图中为两个金属化过 孔之间的横向距离），d为金属通孔直径，P为金属通孔距离，基片集成波导和传统矩形波导 的对应关系可W用W下公式表示：
[0032] 使用电磁仿真软件对Ws初始长度进行优化调整，最终得到如图4所示结果。
[0033] 由仿真结果可W看出，在通带范围内插入损耗< 0. 5地，在阻带范围内频率抑制度 > 30地，经测试滤波器沿传输线长度等于3mm，由此可W看出：本专利所提出的设计方案具 有：体积小、成本低、结构简单、方便与系统集成、低差损、高抑制度。
[0034] 本领域的普通技术人员将会意识到，运里所述的实施例是为了帮助读者理解本发 明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于运样的特别陈述和实施例。本领域的 普通技术人员可W根据本发明公开的运些技术启发做出各种不脱离本发明实质的其他变 形和组合，运些变形和组合仍在本发明的保护范围内。
【主权项】
1. 一种小型化基片集成波导高通滤波器，其特征在于包括介质基片（5)、覆盖于介质 基片（5)两面的上金属层（3)和下金属层（6)、贯穿于介质基片的多个金属化过孔（4);上 金属层（3)包括50欧姆输入微带线、输入微带到基片集成波导过渡段、基片集成波导、基片 集成波导到输出微带过渡段和50欧姆输出微带线，金属化过孔（4)位于基片集成波导内， 下金属层（6)为金属地；所述的基片集成波导的宽边W s与矩形波导的宽边Wr的转化公式如 下：其中，d为金属过孔直径，p为金属过孔距离。2. 根据权利要求1所述的一种小型化基片集成波导高通滤波器，其特征在于所述的金 属化过孔（4)为14个，过孔半径为0. 3毫米。3. 根据权利要求1所述的一种小型化基片集成波导高通滤波器，其特征在于所述的介 质基片（5)为 Rogers5880。
【专利摘要】本发明涉及一种小型化基片集成波导高通滤波器，包括覆盖于介质层上、下表面的金属层和连接上下两层铜箔的金属化过孔。其中金属化过孔垂直于上、下金属层面，并与介质层一起组成类似波导的结构，通过波导到微带过渡接入微波毫米波电路系统。具有体积小、成本低、方便与系统集成、低差损、高抑制度等优点。
【IPC分类】H01P1/203, H01P1/20
【公开号】CN105428760
【申请号】CN201510963249
【发明人】赵宇博, 范力思, 荀民, 姚玮
【申请人】西安电子工程研究所
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年12月20日