基于TSV的多层双频SIW滤波器

本发明属于无线通信，涉及一种基于tsv的多层双频siw滤波器。

背景技术：

1、随着无线通信技术的发展，人类的生活已经与相关通信设备无法分隔。与此同时，频谱资源变得日益紧张，如何在有限的频谱资源内产生更大的应用空间，已经成为一个非常重要问题。近年来，随着5g毫米波频谱资源的开发，多协议系统逐渐被应用在通信领域中，同时对于双频甚至多频段器件的研究越来越多，双频带滤波器作为其中重要。

2、目前面对双频滤波器的研究一方面是单层滤波器，一方面是双层滤波器，更多的是围绕同层之间的腔体进行耦合的研究设计，即使是双层滤波器，其中也是更多的包含同层之间的耦合研究，这样的研究设计在尺寸设计上存在一定的局限。

3、基于tsv的siw滤波器具有结构紧凑、易于集成、体积小、高品质因数和优良的高频特性等特点。为了实现低频段频谱资源和空间资源的充分利用，提升频段选用灵活性，实现紧凑的低频段双频滤波器是十分重要的课题之一。因此，基于tsv的多层双频滤波器在低频段的研究具有非常深远的意义。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于tsv的多层双频siw滤波器，该滤波器结构能够实现层与层之间的耦合，实现了更好的性能以及更小的尺寸。

2、本发明所采用的技术方案是，基于tsv的多层双频siw滤波器，包括从上至下依次设置的四层谐振腔，每层谐振腔中均分布有tsv阵列和耦合槽结构，其中第一层的tsv阵列结构和第四层的tsv阵列结构相同，第二层的tsv阵列结构与第三层的tsv阵列结构相同，第一层谐振腔的一侧设有输入rdl，第四层谐振腔的一侧设有输出rdl。

3、本发明的特点还在于：

4、四层谐振腔的结构为：包括五层从上至下依次平行设置的金属层rdl，相邻两层金属层rdl之间形成一个谐振腔，五层金属层rdl两两之间依次从上至下形成第一谐振腔、第二谐振腔、第三谐振腔及第四谐振腔，输入rdl设置在第一层金属层rdl一侧；输出rdl设置在第五层金属层rdl的一侧。

5、四层谐振腔均为矩形结构，每层谐振腔的两条对角线上均设有两个tsv。

6、耦合槽结构具体为：

7、第二层金属层rdl的中心处开设有两个半圆形槽a，两个半圆形槽a的两端分别通过矩形槽a连通；第二层金属层rdl上还分别开设有一个矩形槽b和两个矩形槽c，两个矩形槽c分别设置在两个半圆形槽a的两侧，一个矩形槽b设置在其中一个矩形槽a一侧；

8、第三层金属层rdl的中心处开设有两个半圆形槽b，两个半圆形槽b的两端分别通过矩形槽d连通，第三层金属层rdl上还分别开设有一个矩形槽e和两个矩形槽f，两个矩形槽f分别设置在两个半圆形槽b的两侧，一个矩形槽e设置在其中一个矩形槽d一侧；

9、第四层金属层rdl的中心处开设有两个半圆形槽c，两个半圆形槽c的两端分别通过矩形槽g连通，第四层金属层rdl上还分别开设有一个矩形槽h和两个矩形槽i，两个矩形槽i分别设置在两个半圆形槽c的两侧，一个矩形槽h设置在其中一个矩形槽g一侧。

10、两个半圆形槽a、两个半圆形槽b及两个半圆形槽c之间能够实现交叉耦合，即电耦合；矩形槽b、矩形槽e及矩形槽h之间进行直接耦合，即磁耦合；

11、两个矩形槽a、两个矩形槽c、两个矩形槽d、两个矩形槽f、两个矩形槽g及两个矩形槽i实现了滤波器的双频及外带特性。

12、本发明的有益效果如下：

13、1.本发明滤波器每一层只有一个siw腔体，减少了同层之间的耦合，增加层与层之间的耦合，进一步的缩小了尺寸。

14、2.本发明中的滤波器对结构的尺寸进行优化，从常见的单层双频滤波器到本发明中的多层双频滤波器，同时该滤波器采用的频段相对较高，避免了频谱资源紧张的问题。

技术特征：

1.基于tsv的多层双频siw滤波器，其特征在于：包括从上至下依次设置的四层谐振腔，每层谐振腔中均分布有tsv阵列和耦合槽结构，其中第一层的tsv阵列结构和第四层的tsv阵列结构相同，第二层的tsv阵列结构与第三层的tsv阵列结构相同，第一层谐振腔的一侧设有输入rdl，第四层谐振腔的一侧设有输出rdl。

2.根据权利要求1所述的基于tsv的多层双频siw滤波器，其特征在于：所述四层谐振腔的结构为：包括五层从上至下依次平行设置的金属层rdl，相邻两层金属层rdl之间形成一个谐振腔，五层金属层rdl两两之间依次从上至下形成第一谐振腔、第二谐振腔、第三谐振腔及第四谐振腔，所述输入rdl设置在第一层金属层rdl一侧；所述输出rdl设置在第五层金属层rdl的一侧。

3.根据权利要求2所述的基于tsv的多层双频siw滤波器，其特征在于：所述四层谐振腔均为正方形结构，每层谐振腔的两条对角线上均设有两个tsv。

4.根据权利要求2所述的基于tsv的多层双频siw滤波器，其特征在于：所述耦合槽结构具体为：

5.根据权利要求4所述的基于tsv的多层双频siw滤波器，其特征在于：两个所述半圆形槽a、两个半圆形槽b及两个半圆形槽c之间能够实现交叉耦合，即电耦合；矩形槽b、矩形槽e及矩形槽h之间进行直接耦合，即磁耦合；

技术总结
本发明公开了基于TSV的多层双频SIW滤波器，包括从上至下依次设置的四层谐振腔，每层谐振腔中均分布有TSV阵列和耦合槽结构，其中第一层的TSV阵列结构和第四层的TSV阵列结构相同，第二层的TSV阵列结构与第三层的TSV阵列结构相同，第一层谐振腔的一侧设有输入RDL，第四层谐振腔的一侧设有输出RDL。本发明提供的滤波器结构能够实现层与层之间的耦合，实现了更好的性能以及更小的尺寸。

技术研发人员：王凤娟,卢颖,刘静,杨媛,余宁梅,尹湘坤,朱樟明
受保护的技术使用者：西安理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15