专利名称：基于pcb工艺的部分h面微波带通滤波器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及滤波器，尤其是一种结构简单、成本低、易于集成和能够批量生产的部分H面微波带通滤波器。
背景技术：
滤波器广泛应用于微波通信、卫星通信、雷达，电子对抗、导弹制导，测试仪器仪表等系统中，其作用主要是用于限定工作在微波频段内的发射设备在规定的频带内辐射，以及防止微波接收机受到工作带外其它微波的干扰。现有技术的滤波器是利用微波金属波导可以制作出高Q值、低损耗、高性能的微波滤波器，但是这种滤波器的缺点首先是难以保证很高的加工精度；其次是生产的成本比较昂贵，不适合大批量制作，第三是该类型的波导滤波器当工作频率较低的时候，通常体积较大，很难应用于对有效载荷控制非常严格的卫星射频链路中。综上所述，现有技术的滤波器生产成本高，不适于大批量生产，体积庞大，不利于应用在卫星射频链路中，应用范围受到局限。
发明内容本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的上述不足，提供一种结构简单、成本低、易于集成和能够批量生产的部分H面微波带通滤波器。本实用新型是通过以下技术方案实现的，一种基于PCB工艺的部分H面微波带通滤波器，包括金属腔体，其中所述金属腔体内设置有介质基片，在介质基片的表面设置有金属贴片作为滤波器主体；所述金属贴片上刻蚀出若干槽缝及其耦合槽，两个槽缝之间的一段金属贴片长度构成一个谐振器，耦合槽之间为金属隔膜，实现谐振器之间的相互耦
I=I O本实用新型相对于原有的采用金属实现的部分H面波导带通滤波器具有加工成本低廉、结构简单、加工精度高的特点，适合于微波毫米波滤波器的批量生产；这种滤波器与微带结构相比较具有较高的Q值，较低的损耗。
本实用新型可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明。图1为本实用新型的俯视结构示意图。图2为图1截面结构示意图。图3是本实用新型的电磁仿真结果。图4是本实用新型的群时延电磁仿真结果。图中1、金属腔体；2、介质基片；3、金属贴片；4、槽缝；5、金属隔膜。
具体实施方式
[0013]
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明参见附图1和2，图中的基于PCB工艺的部分H面微波带通滤波器，包括金属腔体 1，其中所述金属腔体1内设置有介质基片2，在介质基片2的表面设置有金属贴片3作为滤波器主体；所述金属贴片3上刻蚀出若干槽缝4及其耦合槽，两个槽缝之间的一段金属贴片长度构成一个谐振器，耦合槽之间为金属隔膜5，实现谐振器之间的相互耦合。上述结构中所述槽缝4的宽度为0. 15-0. 2mm。本实施例所述的金属贴片3为铜片。上述结构制作过程是通过PCB工艺对带有金属贴片3的介质基板2进行加工，谐振器之间的槽缝、以及谐振器的长度尺寸可以通过PCB工艺来实现。这种滤波器相对于原有的采用金属实现的部分H面波导带通滤波器具有加工成本低廉、结构简单、加工精度高的特点，适合于微波毫米波滤波器的批量生产；这种滤波器与微带结构相比较具有较高的 Q值，较低的损耗。利用PCB工艺实现的部分H面波导带通滤波器利用了矩形金属波导具有高Q值， 低损耗的特点，首先在介质基片2上的金属贴片3上形成槽缝4，两个槽缝之间的一段基片长度构成一个1/4波长谐振器，通过改变槽缝4的尺寸以及金属隔膜5的长度和宽度来控制谐振器之间耦合的大小，使整个结构有在一定频率范围内具有带通特性。本结构利用了金属矩形波导具有高Q值、低插入损耗的特点，首先在介质基板2上覆铜，通过刻蚀相应的耦合槽缝4以及实现金属隔膜5，耦合槽缝4之间的间距大约为1/4 个波导波长，从而形成谐振器。通过改变耦合槽缝4的长度和宽度以及金属隔膜5的长度和宽度来控制谐振器之间的耦合系数大小，使得整个结构具有滤波器的效果。由于上述结构 采用介质基片2覆铜来实现部分H面金属波导的膜片插入，从而有利于提高滤波器结构尺寸的加工精度和降低滤波器的制作成本，使其更适合大批量生产；滤波功能主要是通过谐振器之间刻蚀的耦合槽缝来实现，因此槽缝的尺寸对滤波器的设计起到非常重要的作用。参见附图1、2、3和4，第一个槽缝长度qi，宽度M1、第二个槽缝长度q2，宽度M2，第三个槽缝长度q3，宽度M3，第四个槽缝长度q4，宽度M4、第一个隔膜宽度K1，长度W1,第二个隔膜宽度K2，长度W2,第三个隔膜宽度K3，长度W3,第四个隔膜宽度K4，长度W4,第五个隔膜宽度K5，长度W5,第一个隔膜前刻蚀的长度为L1,第一、二隔膜之间的刻蚀的长度为L2, 第二、三隔膜之间的刻蚀长度为L3，第三、四隔膜之间的刻蚀长度为L4，第四、五隔膜之间刻蚀的长度为L5，最后一个隔膜和滤波器输出之间的刻蚀长度为L6。采用印刷电路板(printed Circuit Board )工艺实现以上介绍的部分H面波导带通滤波器，其中心频率为10. 2GHz,分数带宽为21. 5%,用来构成滤波器的金属腔体1 (即波导)尺寸为宽边a=9.875mm，高度b=5mm，介质基板2的厚度h=0. 254mm，相对介电常数为2.2。该滤波器的第一个槽缝4宽M1= 0. 2mm，长 =2. 4mm，第二个槽缝4宽M2=O. 16mm， 长七=4· 7mm,第三个槽缝4的宽M3=O. 16mm,长q3= 4. 7_，第四个槽缝4宽M4=O. 2mm,长 q4=2. 4mm ；第一个金属隔膜5前的刻蚀长度为L1=7. 7mm ；第一、二金属隔膜之间的刻蚀长度L2=7. 2mm,第二、三金属隔膜之间的刻蚀长度L3=7. 75mm，第三、四金属隔膜之间的刻蚀长度L4=7. 75mm，第四、五金属隔膜之间的刻蚀长度L5=7. 2mm,最后一个金属隔膜和滤波器输出之间的刻蚀长度1^=7.6!11111。介质基片2覆铜的宽度为6. 9 7mm，金属隔膜尺寸为 K1= K5=L 1 1. 15mm, K2=K4=6. 6 6. 76mm, K3=8. 7 8· 9mm,宽度 W1= W2= W3 =W4= W5=
4ff6=2. 9mm。 综上所述，本实用新型可以减小滤波器的实现体积，由于采用部分H面插入结构， 使得波导腔体横截面尺寸不变的情况下，可以减小波导的截止频率，从而在较小的横截面尺寸下实现较低频率的微波滤波器；能够具有较好滤波性能的同时加工精度高，因为其特性和传统的部分H面金属波导带通滤波器相似，从而具有较好的性能，具有较高的Q值，较低的插入损耗，这是由于这种结构具有和悬置基底微波电路具有类似的特性，所以与微带电路相比，它的Q值比较高，插损比较低，本结构的谐振器之间的槽缝以及隔膜可以通过 PCB工艺实现，从而使得其相对于金属加工而言具有加工精度更高的优点。
权利要求1.一种基于PCB工艺的部分H面微波带通滤波器，包括金属腔体(1)，其特征是所述金属腔体(1)内设置有介质基片(2)，在介质基片(2)的表面设置有金属贴片(3)作为滤波器主体；所述金属贴片(3)上刻蚀出若干槽缝(4)及其耦合槽，两个槽缝之间的一段金属贴片长度构成一个谐振器，耦合槽之间为金属隔膜(5)，实现谐振器之间的相互耦合。
2.根据权利要求1所述的基于PCB工艺的部分H面微波带通滤波器，其特征是所述槽缝的宽度为0. 15-0. 2mm。
3.根据权利要求1或2所述的基于PCB工艺的部分H面微波带通滤波器，其特征是 所述金属贴片(3)及金属隔膜(5)为铜片。
专利摘要本实用新型涉及滤波器，尤其是一种基于PCB工艺的部分H面微波带通滤波器，包括金属腔体，其特征是所述金属腔体内设置有介质基片，在介质基片的表面设置有金属贴片作为滤波器主体；所述金属贴片上刻蚀出若干实现耦合的槽缝及金属隔膜，实现谐振器之间的相互耦合。本实用新型由于所述结构而具有的优点是加工成本低廉、结构简单、加工精度高，适合批量生产。
文档编号H01P1/208GK202009064SQ201120150370
公开日2011年10月12日 申请日期2011年5月12日 优先权日2011年5月12日
发明者曹海林, 曾浩, 陈世勇, 雷剑梅 申请人:重庆大学