CN105119032A - 基于三角形基片集成谐振器的带通滤波器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了基于三角形基片集成谐振器的带通滤波器，包括第一谐振腔、第二谐振腔、第三谐振腔、第一微带线和第二微带线，第一、第二、第三谐振腔均包括由上至下依次平行的顶层金属层、介质基片和底层金属层，顶层金属层、介质基片和底层金属层为相互全等且钝角为120°的钝角等腰三角形，介质基片上排布有平行于介质基片三条边沿的金属化通孔，第一、第二、第三谐振腔分别以其钝角所在两侧面为耦合面，两两耦合形成一个等边三角形谐振腔，第一微带线与等边三角形谐振腔的边界中属于第一谐振腔边界的中点相连，第二微带线与等边三角形谐振腔的边界中属于第二谐振腔边界的中点相连。本发明解决了滤波器频率范围增大与工业加工变难之间的矛盾。

Description

基于三角形基片集成谐振器的带通滤波器
技术领域
本发明属于毫米波技术领域，特别涉及了基于三角形基片集成谐振器的带通滤波器。
背景技术
现代无线通信中，微波频段通信***业务繁多，频率资源极为紧张，未来通信技术向着更高频段--毫米波方向发展。滤波器作为用于分离信号的部分，是无线通信***中关键部分之一。三角形基片集成谐振器所具有的高品质因数、低***损耗、结构紧凑、大功率容量等特点，在现代通信中有着广泛的应用。而随着频率范围的不断提高，毫米波器件的尺寸将会不断的缩小。当毫米波器件的设计尺寸缩小到一点程度时，由于工业加工技术的局限性，将无法精确加工。如何提高滤波器的频率范围，且现在工业加工技术能够精确加工，成为该领域日益需要解决的问题。
发明内容
为了解决上述背景技术提出的技术问题，本发明旨在提供基于三角形基片集成谐振器的带通滤波器，解决了滤波器频率范围增大与工业加工变难之间的矛盾。
为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：
基于三角形基片集成谐振器的带通滤波器，包括第一谐振腔、第二谐振腔、第三谐振腔、第一微带线和第二微带线；所述第一、第二、第三谐振腔均包括由上至下依次平行的顶层金属层、介质基片和底层金属层，所述顶层金属层、介质基片和底层金属层为相互全等且钝角为120°的钝角等腰三角形，所述介质基片上排布有平行于介质基片三条边沿的三列金属化通孔，所述第一谐振腔和第二谐振腔介质基片上三列金属化通孔围成的三角形面积相等，第三谐振器介质基片上三列金属化通孔围成的三角形面积小于其他两腔介质基片上三列金属化通孔围成的三角形；所述第一、第二、第三谐振腔分别以其钝角所在两侧面为耦合面，两两耦合形成一个等边三角形谐振腔，且第一、第二谐振腔之间为交叉耦合，第一、第三谐振腔以及第二、第三谐振腔之间为内部耦合，任意两谐振腔耦合后共用的三列金属化通孔在靠近等边三角形谐振腔的中心处均留有作为磁耦合窗口的空隙；所述第一微带线与等边三角形谐振腔的边界中属于第一谐振腔边界的中点相连，第二微带线与等边三角形谐振腔的边界中属于第二谐振腔边界的中点相连，且第一、第二微带线与等边三角形谐振腔的相连处无金属化通孔。
其中，上述第一、第二微带线与等边三角形谐振腔相连处开有细槽。
其中，上述第一微带线的阻抗为50欧姆。
其中，上述第二微带线的阻抗为50欧姆。
其中，上述带通滤波器为镜面对称结构。
采用上述技术方案带来的有益效果：
(1)本发明利用三角形基片集成滤波器第一、三腔，第三、二腔之间的两两内部耦合，使谐振器变成滤波器，提升了滤波范围，并且通带带宽大；
(2)本发明利用三角形基片集成滤波器第一、二腔之间的交叉耦合，使信号在传输中形成零点，有效抑制了带外损耗，提升了滤波性能；
(3)本发明主要结构就是等边三角形基片集成滤波器，由三个简单三角形谐振腔构成，结构简单紧凑，易于工业加工。
附图说明
图1是本发明基本单元谐振腔的三维立体图；
图2是本发明带通滤波器的结构示意图；
图3是本发明带通滤波器的S参数仿真波形图。
标号说明：1、顶层金属层；2、介质基片；3、底层金属层；4、金属化通孔；
5、第一微带线；6、第二微带线；7、磁耦合窗口
具体实施方式
以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。
基于三角形基片集成谐振器的带通滤波器，包括第一谐振腔、第二谐振腔、第三谐振腔、第一微带线5和第二微带线6。所述第一、第二、第三谐振腔均包括由上至下依次平行的顶层金属层1、介质基片2和底层金属层3，所述顶层金属层、介质基片和底层金属层为相互全等且钝角为120°的钝角等腰三角形，所述介质基片上排布有平行于介质基片三条边沿的三列金属化通孔4，所述第一谐振腔和第二谐振腔介质基片上三列金属化通孔围成的三角形面积相等，第三谐振器介质基片上三列金属化通孔围成的三角形面积小于其他两腔介质基片上三列金属化通孔围成的三角形。第一、第二、第三谐振腔的结构如图1所示。
第一、第二、第三谐振腔分别以其钝角所在两侧面为耦合面，两两耦合形成一个等边三角形谐振腔，且第一、第二谐振腔之间为交叉耦合，第一、第三谐振腔以及第二、第三谐振腔之间为内部耦合，任意两谐振腔耦合后共用的三列金属化通孔在靠近等边三角形谐振腔的中心处均留有作为磁耦合窗口7的空隙。所述第一微带线与等边三角形谐振腔的边界中属于第一谐振腔边界的中点相连，第二微带线与等边三角形谐振腔的边界中属于第二谐振腔边界的中点相连，且第一、第二微带线与等边三角形谐振腔的相连处无金属化通孔。基于三角形基片集成谐振器的带通滤波器的结构如图2所示。
在本实施例中，第一、第二微带线与等边三角形谐振腔相连处开有细槽。
在本实施例中，第一、第二微带线的阻抗均为50欧姆。
在本实施例中，带通滤波器为镜面对称结构。
三个谐振腔相互内部耦合产生通带，交叉耦合产生传输零点。如图3所示带通滤波器的S参数仿真波形图(横坐标为频率，单位：吉赫兹，纵坐标为S参数，单位：分贝)，实线(S21)和虚线(S11)分别表示电磁波反射系数与频率的关系、电磁波传输系数与频率的关系，在高频处产生传输零点，证明了带通滤波器的性能。
由图3可知，带通滤波器的中心频率为13.35GHz，相对带宽为8.99％，带内***损耗为1.2dB左右，回波损耗大于15dB，传输零点在-30dB以下，说明该滤波器性能良好。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (5)

1.基于三角形基片集成谐振器的带通滤波器，其特征在于：包括第一谐振腔、第二谐振腔、第三谐振腔、第一微带线和第二微带线；所述第一、第二、第三谐振腔均包括由上至下依次平行的顶层金属层、介质基片和底层金属层，所述顶层金属层、介质基片和底层金属层为相互全等且钝角为120°的钝角等腰三角形，所述介质基片上排布有平行于介质基片三条边沿的三列金属化通孔，所述第一谐振腔和第二谐振腔介质基片上三列金属化通孔围成的三角形面积相等，第三谐振器介质基片上三列金属化通孔围成的三角形面积小于其他两腔介质基片上三列金属化通孔围成的三角形；所述第一、第二、第三谐振腔分别以其钝角所在两侧面为耦合面，两两耦合形成一个等边三角形谐振腔，且第一、第二谐振腔之间为交叉耦合，第一、第三谐振腔以及第二、第三谐振腔之间为内部耦合，任意两谐振腔耦合后共用的三列金属化通孔在靠近等边三角形谐振腔的中心处均留有作为磁耦合窗口的空隙；所述第一微带线与等边三角形谐振腔的边界中属于第一谐振腔边界的中点相连，第二微带线与等边三角形谐振腔的边界中属于第二谐振腔边界的中点相连，且第一、第二微带线与等边三角形谐振腔的相连处无金属化通孔。
2.根据权利要求1所述基于三角形基片集成谐振器的带通滤波器，其特征在于：所述第一、第二微带线与等边三角形谐振腔相连处开有细槽。
3.根据权利要求1所述基于三角形基片集成谐振器的带通滤波器，其特征在于：所述第一微带线的阻抗为50欧姆。
4.根据权利要求1所述基于三角形基片集成谐振器的带通滤波器，其特征在于：所述第二微带线的阻抗为50欧姆。
5.根据权利要求1所述基于三角形基片集成谐振器的带通滤波器，其特征在于：所述带通滤波器为镜面对称结构。
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