CN107369869A - 一种基于封装微带的低***损耗滤波器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于封装微带的低损耗滤波器，包括底层介质基片、中间介质基片、上层介质基片、附着于底层介质基片的金属镀层、附着与上层介质基片的金属镀层和贯穿于上层介质基片的金属过孔阵列。所述的上层介质基片金属镀层铺满整个上层介质基片上表面，所述的附着于底层介质基片金属镀层由三部分组成：输入微带线、输出微带线和三个加载开路线的发夹形谐振器，其中输入微带线和输出微带线用于连接特征阻抗为50欧姆的微带线，三个发夹形谐振器开口朝向两两各不相同，在每个发夹形谐振器的中间位置有两个串联的开路微带线。本发明所述的低损耗滤波器的典型特点为结构紧凑和***损耗较低，可适用于微波/毫米波频段。

Description

一种基于封装微带的低***损耗滤波器
技术领域
本发明属于滤波器装置技术领域，具体涉及一种基于封装微带的低***损耗滤波器，属于无线通信***领域，可以在微波/毫米波频段实现频率选择，其典型的特点为带内损耗低和结构紧凑。
背景技术
传统的滤波器一般由微带线组成，由于微带线为半开放结构，带内***损耗较大。一般三阶滤波器的损耗大于-2dB，滤波器阶数越高，***损耗越大。
悬置微带滤波器是一种典型的低***损耗滤波器，但是悬置微带滤波器装配复杂，并且调试过程也很繁琐，因此很难大规模应用。
基片集成波导滤波器是另一种低***损耗滤波器，但是它需要装载在特定的屏蔽腔中，增加了***的复杂程度；此外，为了和其它平面电路连接在一起，需要设计从微带到基片集成波导的转换结构，也需要从基片集成波导到微带的转换结构，导致基片集成波导滤波器的体积较大。
封装微带是一种新型射频/微波传输结构，其典型特点是在理想电导体和理想磁导体中构造一定的缝隙，准TEM电磁波就能在特定的缝隙中传播，能够极大地降低电磁波辐射，具有体积小、损耗低等优点。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于封装微带的低***损耗滤波器，其典型特点为带内损耗低、带外抑制带宽较宽和结构紧凑。
为了克服现有技术中的不足，本发明提供了一种基于封装微带的低***损耗滤波器的解决方案，所采用的技术方案如下。
一种基于封装微带的低***损耗滤波器，包括底层介质基片、中间介质基片和上层介质基片，其中上层介质基片上面刻蚀金属，并且按照一定的规律安排过孔阵列，过孔的内表面电镀金属，与上层介质基片一同构成人工磁导体。
一种基于封装微带的低***损耗滤波器，中间介质基片隔绝底层介质基片和上层介质基片，并让微带线上的准TEM电磁波进行“缝隙”波导传播。中间介质基片和上层介质基片具有相同的长度和宽度，但是厚度有所不同。
一种基于封装微带的低***损耗滤波器，下层介质基片下表面电镀金属，上表面由三类微带线构成：输入微带线、输出微带线和三个加载开路线的发夹型谐振器。其中三个加载开路线的发夹型谐振器的长度各不相同，以异步调谐的方式进行耦合，结果形成两个谐振峰。下层介质基片的宽度与中间介质基片和上层介质基片相同，其长度比中间介质基片和上层介质基片更长，以在左侧和右侧分别留有SMA接头焊接位置为宜。
本发明具有三个显著优点：1、本发明采用封装微带结构，带内损耗低，能够有效提高***的效率；2、谐振器之间采用异步耦合的方式，较大地降低了***的体积；3、在发夹形谐振器上加载了两节串联的开路线，能够有效抑制带外二倍频和三倍频谐振峰。
附图说明
图1为本发明的三维***图。
图2为本发明的三维结构示意图。
图3为本发明的底层介质基片上金属镀层图案。
图4为本发明的S曲线仿真图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
参照图1和图2所示，基于封装微带的低损耗滤波器由底层介质基片、中间介质基片和上层介质基片三部分构成。
所述的上层介质基片构成人工磁导体结构，其介电常数为2.94，损耗角为0.0019，长度为4.5mm，宽度为3.9511mm，高度为0.508mm。其上表面全部镀铜，然后再镀金以防止氧化。为了构成人工磁导体，在上层金属板上规则排列金属过孔，其中X方向为5个，Y方向为7个，总共35个金属过孔，金属过孔内表面镀金属。过孔半径为0.1mm，每两个过孔之间的距离为1mm。
所述的中间介质基片用于构成微带线传输的“缝隙”，其介电常数为2.94，损耗角为0.0019，长度为4.5mm，宽度为3.9511mm，高度为0.508mm。
所述的下层介质基片下表面全部镀铜，然后再镀金以防止氧化。下层介质基片上表面由微带线构成：输入微带线、输出微带线和三个加载开路线的发夹型谐振器。其中输入微带线和输出微带线的长度为2mm，宽度为0.2mm，三个加载开路线的发夹型谐振器的排列方式如图3所示，它们之间的距离从左到右分别为0.24073mm和0.2375mm，其长度分别为4.5mm，宽度为4.9511mm，高度为0.508mm。三个谐振器的长度分别为1.7088mm、1.7223mm和1.7040mm。三个发夹形谐振器加载的开路线结构相同，第一节开路线的宽度为0.2mm，长度为0.8mm，第二节开路线的宽度为1.2mm，长度为0.45mm。
所述的下层介质基片材料介电常数为2.94，损耗角为0.0019；长度为4.5mm，宽度为4.9511mm，高度为0.508mm。其左侧比中间介质基片和上层介质基片长，其右侧比中间介质基片和上层介质基片长，用于焊接SMA接头。
结合图4的该低损耗滤波器的S参数图，包含正向传输系数S21、输入反射系数S11，总尺寸为4.5mm×4.9511mm。
综上所述，本发明基于封装微带的低损耗滤波器带内损耗低，结构紧凑；选择合适的工作频率，滤波器通过PCB板工艺即可制作，体积小重量轻，制造容易且成本低，适用于微波/毫米波等无线通信***。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于封装微带的低***损耗滤波器，其特征在于，该滤波器包括：(1)底层介质基片、位于(1)底层介质基片的(2)中间介质基片、位于(2)中间介质基片上的(3)上层介质基片、附着在(1)底层介质基片的(4)上金属镀层和下金属镀层(5)、附着在(3)上层介质基片的(6)金属镀层和(7)过孔阵列。
2.根据权利要求书1所述的基于封装微带的低***损耗滤波器，其特征在于，附着在(3)上层介质基片的(6)金属镀层铺满整个(3)上层介质基片的上表面；附着在(3)上层介质基片的(7)过孔阵列贯穿整个(3)上层介质基片，过孔表面镀金属涂层，并且与附着在(3)上层介质基片的(6)金属镀层为同一种金属材料。
3.根据权利要求书1所述的基于封装微带的低***损耗滤波器，其特征在于，(2)中间介质基片上表面和下表面无任何金属镀层，其厚度与(1)底层介质基片和(3)上层介质基片不同，其长和宽与(3)上层介质基片相同。
4.根据权利要求书1所述的基于封装微带的低***损耗滤波器，其特征在于，(1)底层介质基片的下表面全部电镀金属镀层，其材料与附着在(3)上层介质基片的(6)金属镀层为同一种金属材料，其厚度与(1)底层介质基片和(3)上层介质基片不同，其宽度与(3)上层介质基片的宽度相同，其长度比(3)上层介质基片的长度更长，以左右两侧留有足够的SMA接头焊接长度为宜。
5.根据权利要求书1所述的基于封装微带的低***损耗滤波器，其特征在于，(1)底层介质基片的上表面由输入微带线、输出微带线和三个发夹型谐振器组成；三个发夹型谐振器开口朝向两两各不相同，三个谐振器的长度也两两各不相同，每个发夹形谐振器中间位置安装有两个串联开路微带线。
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