CN110071352A - 全磁壁三角形滤波器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全磁壁三角形滤波器，包括自上而下依次布置的顶层金属箔、介质基片二、半固化片、中间金属箔、介质基片一、底部金属箔，两层介质基片通过半固化片紧密粘合，介质基片一上设有三角形谐振贴片单元和耦合、馈电结构，利用全磁壁直角三角形谐振腔，设计双通带全磁壁直角三角形谐振腔三阶滤波器。具有体积小，重量轻，通带内***损耗小，回波损耗高，双通带带间抑制高等优点，并且谐振单元尺寸小，各谐振单元间结构紧凑，大大减小了滤波器的平面尺寸。

Description

全磁壁三角形滤波器

技术领域

本发明涉及一种无线通信设备，尤其涉及一种全磁壁三角形滤波器。

背景技术

近年来，在无线通信技术的高速发展下，涉及微波通信的项目越来越多，滤波器是现代微波中继通信、微波卫星通信、电子对抗等***必不可少的组成部分，同时也是最为重要、技术含量最高的微波无源器件。但随着现代电子科技的发展，通信终端小型化、多功能化已成为趋势。在这一趋势下，要求滤波器拥有高性能的同时，也要求具有小型化、多通带等特性。

近年来，SIW滤波器的到了很好的研究和发展。较多的双通带滤波器的到了研究与应用，但尺寸方面仍需要进一步缩小，性能需要进一步提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种全磁壁三角形滤波器。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的全磁壁三角形滤波器，包括自上而下依次布置的顶层金属箔、介质基片二、半固化片、中间金属箔、介质基片一、底部金属箔，两层介质基片通过半固化片紧密粘合，所述介质基片一上设有三角形谐振贴片单元和耦合结构、馈电结构。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的全磁壁三角形滤波器，具有体积小，重量轻，通带内***损耗小，回波损耗高，双通带带间抑制高等优点，提升了双通带滤波器的传输性能。

附图说明

图1为本发明实施例提供的全磁壁三角形滤波器的层叠结构示意图。

图2为本发明实施例第一层介质基片上滤波器主体结构俯视图

图3为本发明实施例的实测与仿真对比图。

图4为本发明实施例调整馈电位置的方法示意图。

图5为本发明实施例调整馈电位置之后的仿真结果图。

图6为本发明实施例调整馈电位置之后的另一仿真结果图。

图中：

1、顶层金属箔，2、介质基片二，3、半固化片，4、中间金属箔，5、介质基片一，6、底层金属箔，7、盲孔。

具体实施方式

下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

本发明的全磁壁三角形滤波器，其较佳的具体实施方式是：

包括自上而下依次布置的顶层金属箔、介质基片二、半固化片、中间金属箔、介质基片一、底部金属箔，两层介质基片通过半固化片紧密粘合，所述介质基片一上设有三角形谐振贴片单元和耦合结构、馈电结构。

所述三角形谐振贴片单元设有多个谐振单元，各谐振单元之间通过金属通孔隔开，所述金属通孔连接顶层金属箔和底层金属箔。

所述多个谐振单元包括第一谐振单元、第二谐振单元和第三谐振单元，所述第一谐振单元和第三谐振单元中分别设置三个盲孔，第二谐振单元中设置两个盲孔，所述盲孔打通第一层介质基片，将所述三角形谐振贴片单元与所述底部金属箔相连接。

所述第一谐振单元与第二谐振单元之间以及第二谐振单元与第三谐振单元之间分别通过长方形贴片相连接，所述第一谐振单元与第三谐振单元之间通过正方形贴片相连接。

所述第一谐振单元和第三谐振单元通过微带引出线与所述馈电结构相连接，所述微带引出线部分将中间金属箔挖槽，露出部分微带引出线。

本发明的全磁壁三角形滤波器，利用全磁壁直角三角形谐振腔，设计的三阶具有交叉耦合性能的小型化双通带滤波器，为双通带全磁壁直角三角形谐振腔三阶滤波器。具有体积小，重量轻，通带内***损耗小，回波损耗高，双通带带间抑制高等优点，提升了双通带滤波器的传输性能。

本发明的全磁壁三角形滤波器，具有交叉耦合结构，在两个通带间形成传输零点，大大提高了双通带滤波器通带间的抑制。并且，本滤波器使用的谐振单元尺寸小，各谐振单元间结构紧凑，大大减小了滤波器的平面尺寸。

具体实施例：

下面根据图1至图3对本发明的具体实施方式作出进一步说明：

参见图1，本实施例提供一种三阶全磁壁三角形谐振腔双通带滤波器，由六层结构组成，包括顶层金属箔、介质基片二、半固化片、中间金属箔、介质基片一、底层金属箔从上至下紧密贴合。其中，顶层金属箔、中间金属箔和底层金属箔均采用铜箔，介质基片一和介质基片二采用RO4350B，相对介电常数为3.66，半固化片采用RO4450F，相对介电常数为3.66。

参见图1，介质基片二、半固化片平面大小小于介质基片一和底层金属箔，这是为了露出中间金属箔的微带引出线。顶层金属箔平面大小略小于介质基片二和半固化片，这是为了防止加工层压时，顶层金属箔与中间金属箔的微带引出线相接触。

参见图2，中间金属箔为滤波器主体结构，由三个直角三角形谐振贴片、两条微带引出线、两个长方形耦合贴片以及一个正方形耦合贴片组成。中间金属箔四周由通孔环绕，用来形成电壁，抑制贴片的电磁辐射。通孔贯穿介质基片一、半固化片和介质基片二，连接顶层金属箔和底层金属箔。在左上和右下两个直角三角形谐振贴片下设有三个盲孔，在右上直角三角形谐振贴片下设有两个盲孔，盲孔贯穿介质基片一，连接中间金属箔和底层金属箔。中间金属箔主体部分由半固化片、介质基片二以及顶层金属箔覆盖，左上和右下露出两段50欧姆微带引出线，两段微带引出线均焊接SMA接头，以便接入测试或与电路连接。

本实例在设计过程中，由三角形谐振贴片与盲孔形成的谐振模式(LC模式)构成第一个通带。盲孔分布在各个三角形谐振贴片的对称线上，盲孔的位置、数量、孔径大小均对谐振频率，即第一通带的位置有影响。左上和右下谐振单元通过正方形小贴片相连接，左上和右上、右上和右下谐振单元通过长方形贴片相连接，正方形小贴片的大小和长方形贴片的宽度对LC模式的耦合有影响，它们提供负的耦合系数，在第一通带的右侧提供一个传输零点。

直角三角形贴片自身的第一个谐振模式(TM₁₀₀ ^Z)构成第二个通带。连接各个谐振单元的正方形贴片和长方型贴片，其大小、宽度、连接位置均对TM₁₀₀ ^Z模式的耦合有影响，它们提供正的耦合系数，在第二通带的左侧提供一个传输零点。右上直角三角形贴片底角边可以进行切角处理，切角的大小会对TM₁₀₀ ^Z模式的谐振频率产生较大影响，对LC模式的谐振频率几乎没有影响。左上和右下的直角三角形谐振贴片有部分切角处理式是受了加工工艺的限制，切角十分小时对各个模式的频率影响均不大。

参见图2，介质基片二没有覆盖到介质基片一的部分的lQ的长度对滤波器整体的Q值有影响，但由于工艺的限制需在3mm以上。

参见图2，微带引出线的位置对通带会造成比较大的影响，其馈电的位置很大程度上决定了TM₁₀₀ ^Z模式被激励的情况，但其对LC模式的影响较小。可以通过修改馈电位置，改变通带的分布情况，或者提升性能。

参见图4，可使用缝隙结构调整馈电伸入三角形贴片谐振单元的位置决定是否激励起TM₁₀₀ ^Z模式，或者进一步抑制全磁壁直角三角形谐振腔的固有第二模式TM₁₁₀ ^Z。图5给出了调整馈电位置后，TM₁₀₀ ^Z模式被抑制，第二通带消失的仿真结果。图6给出了调整馈电位置后，进一步抑制TM₁₁₀ ^Z模式，使高频性能改善的仿真结果。

制作了实体三腔全磁壁三角形滤波器，利用网络分析仪，测试实体全磁壁三角形滤波器。测试结果参看图3，第一个通带在3.511GHz到4.248GHz，插损为1.21dB，回波损耗大于15dB。第二个通带在6.31GHz到6.915GHz，插损为1.64dB，回波损耗大于18dB。通带间具有两个传输零点，分别在5.6GHz和6.092GHz。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种全磁壁三角形滤波器，其特征在于，包括自上而下依次布置的顶层金属箔、介质基片二、半固化片、中间金属箔、介质基片一、底部金属箔，两层介质基片通过半固化片紧密粘合，所述介质基片一上设有三角形谐振贴片单元和耦合结构、馈电结构。

2.根据权利要求1所述的全磁壁三角形滤波器，其特征在于，所述三角形谐振贴片单元设有多个谐振单元，各谐振单元之间通过金属通孔隔开，所述金属通孔连接顶层金属箔和底层金属箔。

3.根据权利要求2所述的全磁壁三角形滤波器，其特征在于，所述多个谐振单元包括第一谐振单元、第二谐振单元和第三谐振单元，所述第一谐振单元和第三谐振单元中分别设置三个盲孔，第二谐振单元中设置两个盲孔，所述盲孔打通第一层介质基片，将所述三角形谐振贴片单元与所述底部金属箔相连接。

4.根据权利要求3所述的全磁壁三角形滤波器，其特征在于，所述第一谐振单元与第二谐振单元之间以及第二谐振单元与第三谐振单元之间分别通过长方形贴片相连接，所述第一谐振单元与第三谐振单元之间通过正方形贴片相连接。

5.根据权利要求4所述的全磁壁三角形滤波器，其特征在于，所述第一谐振单元和第三谐振单元通过微带引出线与所述馈电结构相连接，所述微带引出线部分将所述中间金属箔挖槽，露出部分微带引出线。