异面端口siw滤波器的制造方法
【专利摘要】本发明公开的一种异面端口SIW滤波器，旨在提供一种信号传输损耗小，可以方便的直接通过双端异面端口微带引出线实现上下两层间的信号传输，便于三维集成的异面端口基片集成波导滤波器。本发明通过下述技术方案予以实现：金属化过孔以相互平行的线阵和对称间隔排列在所述相互平行线阵内侧两边的矩形点阵，贯穿于介质基板层、第一金属印刷层(1)和第二金属印刷层(3),并与第一、第二金属印刷层相连接；输入/输出端与介质基板层谐振腔体结构异面，双端异面端口微带引出线位于介质基板层两个不同平面的两端，第一表面端口微带引出线(4)和第二表面端口微带引出线(5)形成相向对称的内形线喇叭口渐变线，喇叭口大端连线分别连接平行线阵的端口。
【专利说明】
异面端口 SIW滤波器
技术领域
[0001 ] 本发明涉及一种端口异面的基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide,SIW)滤波器。
【背景技术】
[0002]滤波器作为各类微波、毫米波雷达、通信系统中的一种不可或缺的重要无源器件，往往对系统的性能起着决定性的影响。由于SIW滤波器不仅具有插损小、功率容量高、体积小、品质因数高、易于集成等波导谐振腔滤波器的固有优势，同时拥有微带滤波器尺寸小、重量轻、成本低、易于集成等优点，被广泛的用于微波、毫米波雷达、通信系统中。近年来随着雷达、卫星领域的快速发展，对器件的大功率、小型化、集成化提出了更高的要求。SIW作为近年来提出的一种新型先进传输波导结构，结合了微带线和波导技术的优点。该结构以两排平行的周期性金属化通孔替代介质波导结构的侧面金属板实现类波导结构。基于微波谐振器理论，滤波器可通过基片集成波导谐振腔，即以相互平行的周期性金属通孔替代介质波导谐振腔结构四周的金属板结构实现。各种形状如正方形，圆形，三角形的基片集成波导谐振腔结构已经实现;不同技术如交叉耦合技术、半模技术或双模技术等实现滤波器传输零点的理论已日趋成熟。
[0003]传统的SIW滤波器多为单层结构，其输入输出端口均位于同一个平面上。随着不断的对各类微波、毫米波雷达、通信系统小型化的要求，各类系统正在从平面集成向三维集成方向发展。在三维集成封装中，一个重要的问题就是需要信号在不同层间的相互传输。目前，常见的三维集成射频系统经过混频、放大、滤波等处理后，要实现信号在不同上下两层间的信号传输，就需要在层间设置比如硅通孔(Through Silicon Via，TSV)结构或者采用金丝键合等方式来实现。输入输出端口设置于同一平面的滤波器结构集成在三维封装系统中实现不同层间的信号传输，只能在滤波器或其它器件外额外增加层间互联结构，这样使得结构变得复杂、体积、重量、成本都相应的增加，同时也增加了信号传输的损耗，使得同层输入输出端口结构的SIW滤波器在三维封装集成中的使用受到极大地限制。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是针对现有技术存在的不足之处，提供一种结构简单、体积小、重量轻、成本低，信号传输损耗小，可以方便地直接通过SIW滤波器的双端异面端口微带引出线实现上下两层间的信号传输，不需要额外增加垂直过渡的TSV或者金丝键合等进行层间过渡，便于进行三维集成的异面端口基片集成波导滤波器。
[0005]对SIW滤波器输入输出端口设置在不同平面的一种异面端口 SIW滤波器。
[0006]本发明上述目的可以通过下述技术方案予以实现:一种异面端口SIW滤波器，包括一个位于介质基板层2上表面的第一金属印刷层I和位于下表面的第二金属印刷层3、第一表面端口微带引出线4和第二表面端口微带引出线5和金属化过孔6，其特征在于，金属化过孔6以相互平行的线阵条带和对称间隔排列在所述相互平行线阵条带内侧两边的矩形点阵，贯穿于介质基板层2、第一金属印刷层I和第二金属印刷层3，并与第一、第二金属印刷层相连接;输入/输出端与介质基板层2谐振腔体结构异面，双端异面端口微带引出线位于介质基板层2两个不同平面的两端，第一表面端口微带引出线4和第二表面端口微带引出线5形成相向对称的内形线喇叭口渐变线，喇叭口大端连线分别连接平行线阵的端口。
[0007]本发明相比于现有技术具有如下有益效果:
结构简单、体积小、重量轻、成本低，信号传输损耗小。本发明以相互平行的线阵和对称间隔排列在所述相互平行线阵内侧两边的矩形点阵，分布于第一金属印刷层I和第二金属印刷层3的上、下表面上，输入/输出端与介质基板层2谐振腔体结构异面，双端异面端口微带引出线位于介质基板层2两个不同平面的两端，可以直接通过双端异面端口微带引出线实现上下不同层之间的信号传输，使得该类SIW滤波器能很好的适用于多层三维堆叠封装，不需要额外增加垂直过渡的TSV或者金丝键合等进行层间过渡，便于进行三维集成，减少了额外的信号层间过渡结构;能有效地减小封装体积、能量的传输损耗和降低成本。解决了现有技术输入输出端口置于同一平面的滤波器结构，集成在三维封装系统中实现不同层间的信号传输，只能在滤波器或其它器件外额外增加层间互联结构，使结构变得复杂、体积、重量、成本增加，信号传输的损耗加大的缺陷，克服了现有技术使同层输入输出端口结构的SIW滤波器在三维封装集成中的使用限制，很好的解决了一种信号的层间过渡。
【附图说明】
[0008]下面通过具体的实施例并结合附图对本发明作进一步详细的描述。
[0009]图1为本发明异面端口SIW滤波器俯视图。
[0010]图2为图1的仰视图。
[0011 ]图3为本发明异面端口 SIW滤波器的S参数仿真示意图。
[0012]图中:I第一金属印刷层，2介质基板层，3第二金属印刷层，4第一表面端口微带引出线，5第二表面端口微带引出线，6金属化过孔。
【具体实施方式】
[0013]参阅图1、图2。在以下描述的实施例中，一种异面端口 SIW滤波器包括，一个位于介质基板层2上表面的第一金属印刷层I和位于下表面的第二金属印刷层3、第一表面端口微带引出线4和第二表面端口微带引出线5和金属化过孔6。金属化过孔6以相互平行的线阵条带和对称间隔排列在所述相互平行线阵条带内侧两边的矩形点阵，贯穿于介质基板层2、第一金属印刷层I和第二金属印刷层3，并与第一、第二金属印刷层相连;输入/输出端与介质基板层2谐振腔体结构异面，双端异面端口微带引出线位于介质基板层2两个不同平面的两端，第一表面端口微带引出线4和第二表面端口微带引出线5形成相向对称的内形线喇叭口渐变线，喇叭口大端连线分别连接平行线阵的端口。所述端口微带引出线位于两个不同的平面，上下表面金属印刷层均为长方形。
[0014]所述第一表面端口微带引出线4和第二表面端口微带引出线5为50欧姆的微带线。
[0015]所述第一表面端口微带引出线4和第二表面端口微带引出线5为梯形微带线和方形微带线的组合。
[0016]所述第一表面端口微带引出线4和第二表面端口微带引出线5位于同一轴线方向上，也可以位于不同的轴线方向。
[0017]所述SIW滤波器的金属化过孔6为圆形，并贯穿于上表面金属印刷层1、介质基板层2和下表面金属印刷层3，孔内做金属化处理并与上表面第一金属印刷层I和下表面第二金属印刷层3相连接。
[0018]所述SIW滤波器介质基板谐振腔的尺寸和形状可根据实际需要进行调节。
[0019]采用介质基板FERR0A6M，介质基板的相对介电常数为5.9，损耗角正切为0.002，基板厚度0.254mm;基板的上表面和下表面均覆金属铜，覆金属层的厚度为0.018mm。整个滤波器的长度为24.3mm，宽度为4mm;滤波器的正面和背面结构具体尺寸为:微带引出线宽度wO=0.37mm，微带引出线长度LO = 1mm，等腰梯形微带线腰长It = 0.95mm, LI = 2.83mm，L2 =2.6Imm,L3 = 3.0Imm,L4 = 3.08mm,wt = 0.95mm,wl = 1.65mm,w2 = 1.54mm,w3 = 1.51mm，相邻金属化过孔中心间距s = 0.4mm，金属化过孔直径d = 0.2mm。
【主权项】
1.一种异面端口 SIW滤波器，包括一个位于介质基板层(2)上表面的第一金属印刷层(I)和位于下表面的第二金属印刷层(3)、第一表面端口微带引出线(4)、第二表面端口微带引出线(5)和金属化过孔(6)，其特征在于，金属化过孔(6)以相互平行的线阵条带和对称间隔排列在所述相互平行线阵条带内侧两边的矩形点阵，贯穿于介质基板层(2)、第一金属印刷层(I)和第二金属印刷层(3)，并与第一、第二金属印刷层相连;输入/输出端与介质基板层(2)谐振腔体结构异面，双端异面端口微带引出线位于介质基板层(2)两个不同平面的两端，第一表面端口微带引出线(4)和第二表面端口微带引出线(5)形成相向对称的内形线喇叭口渐变线，喇叭口大端连线分别连接平行线阵的端口。2.如权利要求1所述的异面端口SIW滤波器，其特征在于:所述第一表面端口微带引出线(4)和第二表面端口微带引出线(5)为50欧姆的微带线。3.如权利要求1所述的异面端口SIW滤波器，其特征在于:第一表面端口微带引出线(4)和第二表面端口微带引出线(5)为梯形微带线和方形微带线的组合。4.如权利要求1所述的异面端口SIW滤波器，其特征在于:第一表面端口微带引出线(4)和第二表面端口微带引出线(5)位于同一轴线方向或位于不同的轴线方向。5.如权利要求1所述的异面端口SIW滤波器，其特征在于:SIW滤波器的金属化过孔(6)为圆形，并贯穿于上表面第一金属印刷层(I)、介质基板层(2)和下表面第二金属印刷层(3)，孔内做金属化处理并与上表面第一金属印刷层(I)和下表面第二金属印刷层(3)相连接。6.如权利要求1所述的异面端口SIW滤波器，其特征在于:介质基板谐振腔的尺寸和形状可根据实际需要进行调节。7.如权利要求1所述的异面端口SIW滤波器，其特征在于:介质基板的相对介电常数为5.9，损耗角正切为0.002，基板厚度0.254mm。8.如权利要求1所述的异面端口SIW滤波器，其特征在于:整个滤波器的长度为24.3mm，宽度为4mm;滤波器的正面和背面结构具体尺寸为:微带引出线宽度w0 = 0.37mm，微带引出线长度 1^0 = 1111111，等腰梯形微带线腰长]^ = 0.951]1111丄1 = 2.831]1111儿2 = 2.61111111儿3 = 3.011]1111，L4 = 3.08mm，wt = 0.95mm,wl = 1.65mm，w2 = 1.54mm,w3 = 1.51mm，相邻金属化过孔中心间距s = 0.4mm，金属化过孔直径d = 0.2mm。
【文档编号】H01P1/20GK105932379SQ201610436304
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年6月17日
【发明人】张先荣, 官劲, 朱勇
【申请人】中国电子科技集团公司第十研究所