一种基于改进型互补开环谐振器的双频带滤波器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种基于改进互补开环谐振器的半模基片集成波导滤波器，尤其适用于双频带通信应用。
【背景技术】
[0002]随着无线通信市场呈现爆炸性增长，人们开始投入大量的精力研宄高性能微波双频带滤波器。迄今为止，互补开环谐振器(CSRRs)因其独有的性质引起研宄者们很大的兴趣，并被广泛应用于单频带滤波器的设计研宄。近年来，一些基于CSRRs的双频带带通滤波器陆续被提出，但其具有体积较大，结构复杂，回波损耗及插入损耗较大的缺点。Y.Dongand T.1toh在2011年设计的结构(图8)是一种全模基片集成波导来实现的双频带功能，理论上全模基片集成波导的面积比半模基片集成波导大一倍。D.E.Sen1r, X.Cheng, andY.K.Yoon在2012年提出一种结构(图9)，该结构在半模基片集成波导的路径上还并联了一个谐振单元以实现双频带功能，但这增加了电路的面积，而且结构复杂，调试困难。
【发明内容】
[0003]为了克服现有的基于基片集成波导双频带滤波器体积庞大，结构复杂的缺点，本实用新型提出一种基于改进型互补开环谐振器的双频半模基片集成波导滤波器结构。
[0004]本实用新型一种基于改进型互补开环谐振器的双频带滤波器采用的技术方案是:在半模基片集成波导(图1)的传输路径上加载谐振器，不同于之前的单独加载基本互补开环谐振器(图2)或者单独加载交指电容结构(图3)，本设计中加载的谐振器是在基本的互补开环谐振器内部并联一个交指电容结构(图4)。因为基本的互补开环谐振器和交指电容结构分别实现了一个相对独立的滤波单元，从而实现双频带滤波器。因而本实用新型一种基于改进型互补开环谐振器的双频带滤波器包括:半模基片集成波导、2个互补开环谐振器、2个交指电容结构；其中2个互补开环谐振器顺着信号波传播方向设置于半模基片集成波导上，每个互补开环谐振器内各设置一个交指电容结构。
[0005]进一步的，所述半模基片集成波导包括介质基片，设置于介质基片上表面的上金属片、设置于介质基片下表面的下金属片，上、下金属片形状大小一致，为“T”形结构，两侧为信号波输入、输出端口，底端设置有连通上、下金属片的金属化通孔；互补开环谐振器和交指电容结构都设置于上金属片上；所述互补开环谐振器为金属片上刻蚀出的有开口的正方形环状结构，开口为远离半模基片集成波导金属化通孔的一边的中间位置；所述交指电容结构为金属片上刻蚀出的方波状结构，其波形运动方向与半模基片集成波导内信号波传播方向一致。
[0006]进一步的，所述半模基片集成波导的介质基片介电常数3.5，厚度0.508mm ;“T”开多结构的上、下金属片的输入、输出端宽1.54mm，金属化通孔直径为0.6mm、间距为1.5mm ;所述互补开环谐振器刻蚀宽度为0.2mm、开口宽度为0.3mm、外边长3.6mm，与金属化通孔距离的边距离金属化通孔的中心的距离为1.27mm，距离“T”形结构上边沿最近的边与上边沿的距离为0.5mm，距离“T”形结构中柱侧边的最近边与“T”形结构中柱侧边相距0.7mm，两个互补开环谐振器的距离最近的两边相距2.57mm，所述交指电容为金属片上刻蚀出的方波状结构，刻蚀宽度为0.15mm，具有3个波峰和3个波谷，波动幅度为2.25mm，波峰之间为被刻蚀的金属条宽度为0.25mm，波谷的底边与互补开环谐振器的内边距离为0.425mm，沿着波导内信号波传播方向第一个交指电容结构首先是波峰，第二个交指电容结构首先为波谷，位于波谷端交指电容结构与互补开环谐振器所夹的未被刻蚀的金属片宽度为0.23mm。
[0007]本实用新型的有益效果是，通过改进互补开环谐振器并加载到基片集成波导中，以较小的电路面积实现了双频带滤波，同时与现有技术相比可以达到更高的Q值。另外可通过改变谐振器尺寸，对双频带的某一通带中心频点进行独立控制而对另一通带的中心频点几乎无影响。
【附图说明】
[0008]图1是半模基片集成波导。
[0009]图2是加载基本互补开环谐振器的半模基片集成波导。
[0010]图3是加载交指电容结构的半模基片集成波导。
[0011]图4是改进的互补开环谐振器。
[0012]图5是基于改进互补开环谐振器的双频带滤波器结构。
[0013]图6是本实用新型散射系数S21和S η的仿真和测试结果。
[0014]图7是本实用新型的通带中心频率控制特性(S21)。
[0015]图8是Y.Dong and Τ.Itoh在2011年提出的结构。
[0016]图 9 是 D.Ε.Sen1r, X.Cheng, and Y.K.Yoon 在 2012 年提出的结构。
[0017]图1中1-1.基片集成波导的馈线部分(金属带线)，信号输入/输出端，1-2.基片集成波导部分(金属)信号输入/输出端，1-3.背面接地金属层，1-4.介质基底，1-5.阴影部分表示金属层，1-6.接地通孔，孔壁为导电材质。
[0018]图2中2-1.基本的互补开环谐振器结构。
[0019]图3中3-1.交织电容结构。
[0020]图5中标有实施例的尺寸。
[0021]图7中通过改变图5中L3尺寸，上通带中心频率发生变化，下通带几乎不变。
【具体实施方式】
[0022]在图5中，采用介质基片Rogers RT4350基底，介电常数3.5，厚度0.508mm。金属带线厚度0.018_。将该介质基底背面全部金属化接地，介质基底的金属正面蚀刻本实用新型的电路。
[0023]图5为本实用新型电路实施例的尺寸标注，具体为W=1.54mm, Wl = 0.3mm, W2 =0.23mm, W3 = 0.425mm, LI = 3.6mm, L2 = 3.6mm, L3 = 2.25mm, L4 = 2.57mm，L5 = 0.5mm, L6=1.27mm, L7 = 0.7mm, a = 0.2mm, b = 0.15mm, c = 0.25mm, d = 0.6mm, s = 1.5mm0
【主权项】
1.一种基于改进型互补开环谐振器的双频带滤波器包括:半模基片集成波导、2个互补开环谐振器、2个交指电容结构；其中2个互补开环谐振器顺着信号波传播方向设置于半模基片集成波导上，每个互补开环谐振器内各设置一个交指电容结构。
2.如权利要求1所述的一种基于改进型互补开环谐振器的双频带滤波器，其特征在于所述半模基片集成波导包括介质基片，设置于介质基片上表面的上金属片、设置于介质基片下表面的下金属片，上、下金属片形状大小一致，为“T”形结构，两侧为信号波输入、输出端口，底端设置有连通上、下金属片的金属化通孔；互补开环谐振器和交指电容结构都设置于上金属片上；所述互补开环谐振器为金属片上刻蚀出的有开口的正方形环状结构，开口为远离半模基片集成波导金属化通孔的一边的中间位置；所述交指电容结构为金属片上刻蚀出的方波状结构，其波形运动方向与半模基片集成波导内信号波传播方向一致。
3.如权利要求1所述的一种基于改进型互补开环谐振器的双频带滤波器，其特征在于所述半模基片集成波导的介质基片介电常数3.5，厚度0.508mm ;“T”形结构的上、下金属片的输入、输出端宽1.54mm，金属化通孔直径为0.6mm、间距为1.5mm ;所述互补开环谐振器刻蚀宽度为0.2mm、开口宽度为0.3mm、外边长3.6mm，与金属化通孔距离的边距离金属化通孔的中心的距离为1.27mm，距离“T”形结构上边沿最近的边与上边沿的距离为0.5mm，距离“T”形结构中柱侧边的最近边与“T”形结构中柱侧边相距0.7mm，两个互补开环谐振器的距离最近的两边相距2.57mm，所述交指电容为金属片上刻蚀出的方波状结构，刻蚀宽度为0.15mm，具有3个波峰和3个波谷，波动幅度为2.25mm，波峰之间为被刻蚀的金属条宽度为0.25mm，波谷的底边与互补开环谐振器的内边距离为0.425mm，沿着波导内信号波传播方向第一个交指电容结构首先是波峰，第二个交指电容结构首先为波谷，位于波谷端交指电容结构与互补开环谐振器所夹的未被刻蚀的金属片宽度为0.23mm。
【专利摘要】该实用新型公开一种基于改进型互补开环谐振器的双频带滤波器，尤其适用于双频带通信应用领域。包括：半模基片集成波导、2个互补开环谐振器、2个交指电容结构；其中2个互补开环谐振器顺着信号波传播方向设置于半模基片集成波导上，每个互补开环谐振器内各设置一个交指电容结构。通过改进互补开环谐振器并加载到基片集成波导中，以较小的电路面积实现了双频带滤波，同时与现有技术相比可以达到更高的Q值。另外可通过改变谐振器尺寸，对双频带的某一通带中心频点进行独立控制而对另一通带的中心频点几乎无影响。
【IPC分类】H01P1-20, H01P1-205
【公开号】CN204271222
【申请号】CN201420804625
【发明人】闫腾飞, 郭映江, 唐小宏, 卢頔
【申请人】电子科技大学
【公开日】2015年4月15日
【申请日】2014年12月17日