CN111600103A - 一种基于印制脊间隙波导的滤波器 - Google Patents

一种基于印制脊间隙波导的滤波器 Download PDF

Info

Publication number
CN111600103A
CN111600103A CN202010448107.8A CN202010448107A CN111600103A CN 111600103 A CN111600103 A CN 111600103A CN 202010448107 A CN202010448107 A CN 202010448107A CN 111600103 A CN111600103 A CN 111600103A
Authority
CN
China
Prior art keywords
metal
line
open
sub
filter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010448107.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111600103B (zh
Inventor
吴永乐
冉桔庆
王卫民
冯文杰
施永荣
于会婷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing University of Posts and Telecommunications
Original Assignee
Beijing University of Posts and Telecommunications
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing University of Posts and Telecommunications filed Critical Beijing University of Posts and Telecommunications
Priority to CN202010448107.8A priority Critical patent/CN111600103B/zh
Publication of CN111600103A publication Critical patent/CN111600103A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111600103B publication Critical patent/CN111600103B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00Auxiliary devices
    • H01P1/20Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/207Hollow waveguide filters
    • H01P1/208Cascaded cavities; Cascaded resonators inside a hollow waveguide structure
    • H01P1/2088Integrated in a substrate

Landscapes

  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

本发明实施例提供了一种基于印制脊间隙波导的滤波器,其特征在于,包括:接地层113、介质基板114、空气层板115和金属平行板116;其中:介质基板114包括滤波器微带线结构117和蘑菇床阵列118,蘑菇床阵列118包括多个金属单元121,介质基板114位于接地层113和空气层板115之间;接地层113包括输入端口111和输出端口112,输入端口111通过穿过介质基板114的馈电导体与金属平行板116相连,输出端口112通过穿过介质基板114的馈电导体与金属平行板116相连;空气层板115为具有预设形状通孔的基板,空气层板115位于金属平行板116和介质基板114之间。

Description

一种基于印制脊间隙波导的滤波器
技术领域
本发明涉及毫米波射频技术领域,特别是涉及一种基于印制脊间隙波导的滤波器。
背景技术
毫米波无线通信技术是微波无线通信技术向更高频段的延伸,近年来毫米波无线通信技术得到广泛关注与重视的主要原因包括:毫米波对应的频谱资源丰富且毫米波自身的传输特性良好。毫米波通信技术已经成为许多新兴技术的发展需要。例如在2019年世界无限电通信大会对于第五代移动通信技术(5th generation mobile networks,5G)***新设立了1.13议题,在6GHz以上寻找可用频段,研究的频率范围为24.25-86GHz。面对第五代移动通信技术(5th generation mobile networks,5G)***的新要求,急需研究设计与之相匹配毫米波器件。
滤波器作为射频(Radio Frequency,RF)无线通信***的重要组成部分,具备对信号频率的分割和提取的功能,其性能的优劣直接决定着整个通信***的通信质量。传统的微带滤波器通过输入端口直接连接介质基板上的微带线结构,再由微带线结构连接输出端口,使得电流在微带线中传输,实现滤波功能。但当对高频电磁波进行滤波时,微带线结构中的电流较高,即介质基板中的电流较高,而当介质基板中的电流较高时,会产生较高的传输损耗,使得传统的微带滤波器的***损耗较高。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种基于印制脊间隙波导的滤波器,以减少滤波器的***损耗。具体技术方案如下:
一种基于印制脊间隙波导的滤波器,包括:接地层113、介质基板114、空气层板115和金属平行板116;其中:
所述介质基板包括滤波器微带线结构117和蘑菇床阵列118,所述蘑菇床阵列118包括多个金属单元121,每个金属单元121包括一个金属贴片和位于金属贴片下方与金属贴片相连的金属通孔130,所述金属单元121包括的金属通孔130与所述接地层113相连,所述介质基板114位于所述接地层113和所述空气层板115之间;
所述接地层113包括输入端口111和输出端口112,所述输入端口111通过穿过所述介质基板114的馈电导体与金属平行板116相连,所述输出端口112通过穿过所述介质基板114的馈电导体与金属平行板116相连;
所述空气层板115为具有预设形状通孔的基板,所述空气层板115位于所述金属平行板116和所述介质基板114之间;
所述蘑菇床阵列118与所述金属平行板116之间的介质为空气,所述蘑菇床阵列118与所述金属平行板116之间的距离小于待过滤电磁波的四分之一波长。
可选的,所述蘑菇床阵列118位于所述滤波器微带线结构117的周围,所述蘑菇床阵列118包括的相邻的每两个金属单元121之间距离相同。
可选的,所述滤波器微带线结构117包括:同轴到脊线过渡线、开路耦合线和阶梯阻抗开路枝节,所述同轴到脊线过渡线与所述开路耦合线相连,所述开路耦合线与所述阶梯阻抗开路枝节相连。
可选的,所述同轴到脊线过渡线包括第一微带馈电线124和第二微带馈电线125,所述开路耦合线包括第一开路耦合线1261和第二开路耦合线1262,所述第一微带馈电线124与所述第一开路耦合线1261相连,所述第二微带馈电线125与所述第二开路耦合线1262相连。
可选的,所述第一微带馈电线124和第二微带馈电线125包括与接地层113相连的金属通孔131。
可选的,所述第一微带馈电线124包括的相邻的两个金属通孔131之间的距离与所述蘑菇床阵列118包括的相邻的两个金属单元121之间距离相同,所述第二微带馈电线125包括的相邻的两个金属通孔131之间的距离与所述蘑菇床阵列115包括的相邻的两个金属单元121之间距离相同。
可选的,所述阶梯阻抗开路枝节包括第一子枝节127、第二子枝节128和第三子枝节129,所述第一子枝节127与所述第一开路耦合线1261以及所述第二开路耦合线1262相连。
可选的,所述第一子枝节127与所述第二子枝节128的阻抗不同,所述第二子枝节128和所述第三子枝节129的阻抗相同。
可选的,所述第二子枝节128和所述第三子枝节129所在直线与所述开路耦合线所在直线平行。
可选的,所述第一子枝节127包括与接地层113相连的金属通孔131。
本发明实施例至少具备以下有益效果:由于蘑菇床阵列与平行金属板之间的介质为空气,且蘑菇床阵列与平行金属板之间的距离小于待过滤电磁波的四分之一波长,使得蘑菇床阵列与平行金属板形成电磁带隙结构,所以阻碍电磁波在蘑菇床阵列以及平行金属板之间传输。且输入端口连接了平行金属板,滤波器微带线结构未连接输入端口,使得平行金属板辐射的电磁波可以在滤波器微带线结构与平行金属板之间的空气中传输。由于电磁波在空气中传输,而不需要在介质基板中传输,所以本发明实施例减少了滤波时的传输损耗,减少了滤波器的***损耗。
当然,实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种滤波器的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的一种介质基板的结构示意图;
图3为本发明实施例提供的一种同轴到脊线过渡线的结构示意图;
图4为本发明实施例提供的一种金属单元的结构示意图;
图5为本发明实施例提供的一种滤波器的等效电路图;
图6为本发明实施例提供的一种滤波器的S参数仿真结果示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
为了提供一种***损耗较低的滤波器,如图1所示,本发明实施例提供了一种基于印制脊间隙波导的滤波器,该滤波器包括:接地层113、介质基板114、空气层板115和金属平行板116;其中:
介质基板114包括滤波器微带线结构117和蘑菇床阵列118,如图2所示,蘑菇床阵列118包括多个金属单元121,每个金属单元121包括一个金属贴片和位于金属贴片下方与金属贴片相连的金属通孔130,金属单元121包括的金属通孔130与接地层113相连,介质基板114位于接地层113和空气层板115之间;
接地层113包括输入端口111和输出端口112,输入端口111通过穿过介质基板114的馈电导体与金属平行板116相连,输出端口112通过穿过介质基板114的馈电导体与金属平行板116相连;
空气层板115为具有预设形状通孔的基板,空气层板115位于金属平行板116和介质基板114之间;
蘑菇床阵列118与金属平行板116之间的介质为空气,蘑菇床阵列118与金属平行板116之间的距离小于待过滤电磁波的四分之一波长。
需要说明的是,图1中的蘑菇床阵列118包括多个形状相同的金属单元121。图1中未示出金属单元121包括的金属通孔130与金接地层113相连,实际上各金属单元121包括的金属通孔130与接地层113相连。而且接地层113上,左侧的白点表示输入端口111,右侧的白点表示输出端口112,图1中未示出输入端口111通过馈电导体与金属平行板116相连,以及输出端口112通过馈电导体与金属平行板116相连,实际上输入端口111通过馈电导体与金属平行板116相连,以及输出端口112通过馈电导体与金属平行板116相连。
本发明实施例至少具备以下有益效果:由于蘑菇床阵列与平行金属板之间的介质为空气,且蘑菇床阵列与平行金属板之间的距离小于待过滤电磁波的四分之一波长,使得蘑菇床阵列与平行金属板形成电磁带隙结构,所以阻碍电磁波在蘑菇床阵列以及平行金属板之间传输。且输入端口连接了平行金属板,滤波器微带线结构未连接输入端口,使得平行金属板辐射的电磁波可以在滤波器微带线结构与平行金属板之间的空气中传输。由于电磁波在空气中传输,而不需要在介质基板中传输,所以本发明实施例减少了滤波时的传输损耗,减少了滤波器的***损耗。
在本发明实施例中,待过滤电磁波是利用本发明实施例提供的滤波器,进行滤波处理的电磁波,待过滤电磁波的波长(λ)为波速(c)/工作频率(f),其中,波速c为光速,工作频率f可以根据实际需要设置,例如工作频率f为35GHZ。
在本发明实施例中,接地层113、金属平行板116、滤波器微带线结构117和金属单元121均为导电金属。可选的,该导电金属可以是黄铜。
可选的,如图1所示,空气层板115可以为具有预设形状通孔的印制电路板(Printed Circuit Board,PCB),使得挖空的空气层板115的中间部分包括空气间隙。例如,预设形状可以为矩形,该矩形区域不小于蘑菇床阵列118占据的区域。
结合图1,在本发明实施例中,金属平行板116与周期性的蘑菇床阵列118构成电磁带隙结构,由于电磁波可以在空气中传播,且电磁带隙结构阻碍了电磁波在蘑菇床阵列118和金属平行板116之间传播,使得电磁波在滤波器微带线结构117与金属平行板116之间的空气间隙内传播。其中,蘑菇床阵列118的周期性体现在蘑菇床阵列118包括的相邻的每两个金属单元121之间距离相同。
在一种实施例中,参见图1,接地层113包括输入端口111和输出端口112,本发明实施例采用同轴馈电技术,因此输入端口111和输出端口112为SMA连接器。其中,SMA连接器是一种同轴连接器,该连接器的连接头为2.4毫米(mm)。SMA连接器包括外导体和内导体,外导体和接地层113相连,内导体为上文中的馈电导体,外导体和内导体之间存在绝缘层。可选的,馈电导体可以是电线,例如铜线。
可选的,介质基板114的型号可以是Roger RT6002,介电常数为2.94,厚度0.762mm,介质损耗0.0012。
在本发明实施例中,可以采用印刷电路板的方式在介质基板114上印制滤波器微带线结构117,使得本发明实施例的介质基板114具有结构轻、成本低、损耗性能优于传统微带波导等优点,具有广阔的应用前景。
在一种实施例中,滤波器微带线结构117包括:同轴到脊线过渡线、开路耦合线和阶梯阻抗开路枝节,其中,同轴到脊线过渡线与开路耦合线相连,开路耦合线与阶梯阻抗开路枝节相连。
具体的,参见图2,同轴到脊线过渡线包括第一微带馈电线124和第二微带馈电线125,开路耦合线包括第一开路耦合线1261和第二开路耦合线1262,第一微带馈电线124与第一开路耦合线1261相连,第二微带馈电线125与第二开路耦合线1262相连。
在本发明实施例中,图1中的接地层113包括的输入端口111和金属平行板116之间连接了一个馈电导体(图1中未示出),且接地层113包括的输出端口112和金属平行板116之间也连接了一个馈电导体(图1中未示出)。该馈电导体穿过介质基板114以及空气层板115,即馈电导体不与介质基板114相连。
本发明实施例在介质基板114的馈电处设计了同轴到脊线过渡的馈电线,即第一微带馈电线124和第二微带馈电线125,可以实现输入端良好的阻抗匹配。
参见图3,图3为第一微带馈电线124的结构图。图3中第一微带馈电线124中包括以Rin为半径的圆形通孔,馈电导体可以穿过以Rin为圆形通孔,连接输入端口111与金属平行板116。
第二微带馈电线125的结构与第一微带馈电线124的结构类似,第二微带馈电线125包括一个圆形通孔,馈电导体可以穿过该圆形通孔,连接输出端口112和金属平行板116。
同轴到脊线过渡线的尺寸可以根据实际需要设置,本发明实施例对此不作具体限定。例如,Wline=1.38mm,Lline=4.3mm,Wm=1.8mm,Lm=2.2mm,Rout=0.85mm,Rin=0.59mm。
在一种实施例中,参见图2,第一微带馈电线124和第二微带馈电线125包括与接地层113相连的金属通孔131。例如,图2中的第一微带馈电线124包括2个金属通孔131,第二微带馈电线125包括2个金属通孔131。
需要说明的是,为方便阅读,图1中未画出各个金属通孔131与接地层113相连,实际上金属通孔131与接地层113相连。
在一种可能的实施例中,参见图4,印制脊间隙波导的一个基本组成单元是一个准周期性的蘑菇状带隙单元,即一个金属单元121。金属单元121与金属平行板116一起形成电磁带隙结构。通过在电磁带隙结构中心引入滤波器微带线结构117,支撑准横向电磁波(Transverse Electromagnetic Wave,TEM)模式的传播。
在本发明实施例中,蘑菇床阵列118位于滤波器微带线结构117的周围,蘑菇床阵列117包括的相邻的每两个金属单元121之间距离相同。例如,参见图4,蘑菇床阵列包括的相邻的每两个金属单元121之间距离为a=1.7mm。
在一种可能的实施例中,第一微带馈电线124包括的相邻的两个金属通孔131之间的距离与蘑菇床阵列118包括的相邻的两个金属单元121之间距离相同,第二微带馈电线125包括的相邻的两个金属通孔131之间的距离与蘑菇床阵列118包括的相邻的两个金属单元121之间距离相同,能够更高效地抑制电磁波在蘑菇床阵列118和平行金属板116之间传播,还可以防止电磁波在滤波器微带线结构117以下的衬底中传播,即防止电磁波在介质基板114和接地层113之间传播。
需要说明的是,微带馈电线包括的相邻的金属通孔131之间的距离,指的是相邻的金属通孔131中心点之间的距离;相邻的金属单元121之间的距离,指的是相邻的金属单元121中心点之间的距离。
参见图4,金属通孔130直径dvia为0.39mm,圆形的金属贴片直径dcap为1.5mm,空气层的高度h为0.289mm。该蘑菇床阵列的尺寸仅为本发明实施例提供的一种示例,蘑菇床阵列的尺寸也可以根据实际需要确定,本发明实施例对此不作具体限定。其中,空气层高度指的是蘑菇床阵列118与平行金属板116之间的距离,也是蘑菇床阵列中圆形的金属贴片与平行金属板116之间的距离。
本发明实施例还可以带来以下有益效果:使用周期性蘑菇床阵列形成人工磁导体,蘑菇床阵列与滤波器微带线结构结合使用能大大改善微带线传输的传播损耗和抗干扰能力。与微带线相比有更小的***损耗,同时具有自我封装、小型化、集成化的特点,还克服了金属波导结构体积大、质量重的缺点,具有体积小、结构紧凑、易于加工制作、易于集成、成本低廉、适用范围广的优点。
在一种实施例中,参见图2,阶梯阻抗开路枝节包括第一子枝节127、第二子枝节128和第三子枝节129,第一子枝节127与第一开路耦合线124以及第二开路耦合线125相连。
在一种实施例中,第一子枝节127与第二子枝节128的阻抗不同,第二子枝节128和第三子枝节129的阻抗相同。
在一种实施例中,参见图2,第二子枝节128和第三子枝节129所在直线与开路耦合线所在直线平行。由于蘑菇床阵列118包括的相邻的金属单元121之间距离相同,设置第二子枝节128和第三子枝节129所在直线与开路耦合线所在直线平行,能够更方便地布设蘑菇床阵列118包括的各金属单元121的位置。
在本发明实施例中,滤波器微带线结构117的尺寸可以根据实际需求设置,本发明实施例对此不作具体限定。
示例性的,在一种可能的实施例中,第一子枝节127的传输线线宽可以大于第二子枝节128和第三子枝节129。例如,第一子枝节的传输线线宽为2.4mm,线长为1.35mm,第二子枝节的传输线线宽为0.3mm,线长为1.62mm,第三子枝节的传输线线宽为0.3mm,线长为1.62mm。
在一种实施方式中,第一子枝节127包括与接地层113相连的金属通孔131。例如,如图2所示,第一子枝节127包括1个金属通孔131。
可选的,第一子枝节127可以包括多个金属通孔131,当第一子枝节127包括多个金属通孔131时,第一子枝节127包括的相邻的金属通孔131之间的距离与蘑菇床阵列118包括的相邻的两个金属单元121之间距离相同。
本发明实施例还具备如下有益效果:本发明实施例中的滤波器中的阶梯阻抗开路枝节包括三个子枝节,组成了阻抗阶梯T型结构电路,相比传统的T型结构滤波器具有额外的两个传输零点,更好地屏蔽和抑制带外干扰。该T型结构电路包含两段平行耦合线和三条阻抗枝节,与周期性蘑菇床阵列所形成的电磁带隙结构结合,由于本发明实施例的滤波器具有额外的两个传输零点,使得滤波器的工作频段选择性更高,且滤波器的的滤波特性更好。
由于传统的微带滤波器虽然具有生产成本低,体积小,重量轻等优点,但同时也有较高的***损耗,尤其是在毫米波波段,其性能远远不如在低频段。然而金属波导结构体积大、质量重,成本高。由于基于PCB技术的毫米波器件成本低,易于PCB板上其他设备和芯片的集成,因此更需要研究基于PCB技术的毫米波器件,从而更好的实现用户需求。
基于此,本发明实施例中的周期性蘑菇床阵列118、滤波器微带线结构117、空气层板115和金属平行板116形成了脊间隙波导结构。本发明实施例中的脊间隙波导结构是基于传统的PCB技术实现的,设计方法灵活简单、极易加工。结合图2,本发明实施例中周期性蘑菇床阵列118位于滤波器微带线结构117的周围(例如形成四排周期性金属单元121),包围着滤波器微带线结构117,周期性蘑菇床阵列118与金属平行板116形成电磁带隙结构,使得平行金属板116辐射的电磁波可以在滤波器微带线结构117与平行金属板116之间的空气中传输,不需要接触介质基板,使得滤波电路结构在无直接物理接触的情况下即可实现宽带电磁屏蔽作用。因此在滤波器与其他器件或者芯片进行集成时,与传统的微带线滤波器相比,本发明实施例无需额外增加屏蔽罩及隔离部件,不必考虑增加额外部件所带来的谐振等影响。
此外,本发明实施例利用空气作为电磁波的传播介质,在很大程度上节约了介质材料的损耗。
选用本发明实施例提供的脊间隙波导实施例,能使得滤波器工作在所需的毫米波频段。例如,本发明实施例提供的滤波器的工作频段包括31.6吉赫(Giga Hertz,GHz)-41.6GHz,该频段为5G技术中应用较广的毫米波波段之一,可以使得本发明实施例提供的滤波器应用于5G通信***中。
本发明实施例提供的基于印制脊间隙波导的高选择性低***损耗毫米波滤波器中滤波器的电路结构如图5所示,其中,Port1表示输入端口,Port2表示输出端口,Z表示阻抗,θ表示阻抗相位。
在本发明实施例中,第二子枝节128的阻抗与第三子枝节129的阻抗相同,均为Z2;第一子枝节127的阻抗为Z1;开路耦合线阻抗为Ze1和Zo1。第一微带馈电线124和第二微带馈电线125的阻抗相同,均为Z0
滤波器微带线结构117的阻抗和阻抗相位可以根据实际需要设置,本发明实施例对此不作具体限定。例如,Ze1=138Ω、Zo1=31Ω、Z1=91Ω、Z2=104Ω、Z0=50Ω、θ=π/2。
为了展现本发明实施例提供的滤波器的滤波效果,参见图6,图6为本发明实施例提供了滤波器的S参数的仿真结果示意图,其中,S参数包括回波损耗(S11)和传输系数(S21),图6中带方形的线段表示本发明实施例提供的滤波器的S11,带三角形的线段表示本发明实施例提供的滤波器的S21。图6中的横坐标表示频率,纵坐标表示S参数的数值。
在本发明实施例中,滤波器的通带带宽(S11≤-10dB)为31.6GHz–40.6GHz,相对带宽24.9%。由图6可见,本发明实施例提供的滤波器在29.8GHz和41.5GHz处存在两个传输零点。因此,本发明实施例提供的滤波器对通带外毫米波段的隔离度更好,实现了较强的带外干扰抑制。此外,本发明实施例提供的带通滤波器采用了基于印制脊间隙波导技术,在通带内具有较低的***损耗,选择性高,阻抗匹配良好的优点。
本发明实施例通过在印刷脊间隙波导技术中设计阶梯阻抗T型结构的带通滤波器,通过调整阶梯阻抗枝节的阻抗比大小来调整传输零点的位置,从而实现滤波器工作频率高选择性。周期性蘑菇床阵列包围着滤波器微带线结构,形成新型电磁传输结构,滤波器微带线结构在无直接物理接触的情况下即可实现宽带电磁屏蔽作用。此外,本发明实施例利用空气作为传播介质,在很大程度上避免了介质材料的损耗。本发明的毫米波滤波器具有自我封装、结构轻、成本低、损耗性能优于传统微带器件等优点。此外,相比于传统波导,脊间隙波导具有成本较低,低损耗、易散热等特点,更适合于工作频率较高、功率容量密度较大的场景。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于其他实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于印制脊间隙波导的滤波器,其特征在于,包括:接地层(113)、介质基板(114)、空气层板(115)和金属平行板(116);其中:
所述介质基板(114)包括滤波器微带线结构(117)和蘑菇床阵列(118),所述蘑菇床阵列(118)包括多个金属单元(121),每个金属单元(121)包括一个金属贴片和位于金属贴片下方与金属贴片相连的金属通孔(130),所述金属单元(121)包括的金属通孔(130)与所述接地层(113)相连,所述介质基板(114)位于所述接地层(113)和所述空气层板(115)之间;
所述接地层(113)包括输入端口(111)和输出端口(112),所述输入端口(111)通过穿过所述介质基板(114)的馈电导体与所述金属平行板(116)相连,所述输出端口(112)通过穿过所述介质基板(114)的馈电导体与所述金属平行板(116)相连;
所述空气层板(115)为具有预设形状通孔的基板,所述空气层板(115)位于所述金属平行板(116)和所述介质基板(114)之间;
所述蘑菇床阵列(118)与所述平行金属板(116)之间的介质为空气,所述蘑菇床阵列(118)与所述平行金属板(116)之间的距离小于待过滤电磁波的四分之一波长。
2.根据权利要求1所述的滤波器,其特征在于,所述蘑菇床阵列(118)位于所述滤波器微带线结构(117)的周围,所述蘑菇床阵列(118)包括的相邻的每两个金属单元(121)之间距离相同。
3.根据权利要求1所述的滤波器,其特征在于,所述滤波器微带线结构(117)包括:同轴到脊线过渡线、开路耦合线和阶梯阻抗开路枝节,所述同轴到脊线过渡线与所述开路耦合线相连,所述开路耦合线与所述阶梯阻抗开路枝节相连。
4.根据权利要求3所述的滤波器,其特征在于,所述同轴到脊线过渡线包括第一微带馈电线(124)和第二微带馈电线(125),所述开路耦合线包括第一开路耦合线(1261)和第二开路耦合线(1262),所述第一微带馈电线(124)与所述第一开路耦合线(1261)相连,所述第二微带馈电线(125)与所述第二开路耦合线(1262)相连。
5.根据权利要求4所述的滤波器,其特征在于,所述第一微带馈电线(124)和第二微带馈电线(125)包括与接地层(113)相连的金属通孔(131)。
6.根据权利要求5所述的滤波器,其特征在于,所述第一微带馈电线(124)包括的相邻的两个金属通孔(131)之间的距离与所述蘑菇床阵列(118)包括的相邻的两个金属单元(121)之间距离相同,所述第二微带馈电线(125)包括的相邻的两个金属通孔(131)之间的距离与所述蘑菇床阵列(115)包括的相邻的两个金属单元(121)之间距离相同。
7.根据权利要求4所述的滤波器,其特征在于,所述阶梯阻抗开路枝节包括第一子枝节(127)、第二子枝节(128)和第三子枝节(129),所述第一子枝节(127)与所述第一开路耦合线(1261)以及所述第二开路耦合线(1262)相连。
8.根据权利要求7所述的滤波器,其特征在于,所述第一子枝节(127)与所述第二子枝节(128)的阻抗不同,所述第二子枝节(128)和所述第三子枝节(129)的阻抗相同。
9.根据权利要求7所述的滤波器,其特征在于,所述第二子枝节(128)和所述第三子枝节(129)所在直线与所述开路耦合线所在直线平行。
10.根据权利要求7所述的滤波器,其特征在于,所述第一子枝节(127)包括与接地层(113)相连的金属通孔(131)。
CN202010448107.8A 2020-05-25 2020-05-25 一种基于印制脊间隙波导的滤波器 Active CN111600103B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010448107.8A CN111600103B (zh) 2020-05-25 2020-05-25 一种基于印制脊间隙波导的滤波器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010448107.8A CN111600103B (zh) 2020-05-25 2020-05-25 一种基于印制脊间隙波导的滤波器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111600103A true CN111600103A (zh) 2020-08-28
CN111600103B CN111600103B (zh) 2021-07-20

Family

ID=72181396

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010448107.8A Active CN111600103B (zh) 2020-05-25 2020-05-25 一种基于印制脊间隙波导的滤波器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111600103B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113140916A (zh) * 2021-04-06 2021-07-20 浙江大学 一种多层脊波导天线馈电结构

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000202048A (ja) * 1999-01-20 2000-07-25 Toshiba Corp リッジフィルタ
US6535083B1 (en) * 2000-09-05 2003-03-18 Northrop Grumman Corporation Embedded ridge waveguide filters
US7142074B2 (en) * 2003-11-06 2006-11-28 Electronics And Telecommunications Research Institute Multilayer waveguide filter employing via metals
CN102084538A (zh) * 2008-07-07 2011-06-01 希达尔天线顾问股份公司 平行传导表面之间的间隙中的波导和传输线
CN107546453A (zh) * 2017-07-07 2018-01-05 华为技术有限公司 一种介质导波结构以及介质导波传输***
CN109149032A (zh) * 2018-08-30 2019-01-04 南京理工大学 一种基于脊间隙波导的三阶v波段带通滤波器
CN109301408A (zh) * 2018-11-14 2019-02-01 云南大学 封装的平面集成间隙波导双频带滤波器
CN110021805A (zh) * 2019-04-15 2019-07-16 南京理工大学 复杂馈电网络中基于空气间隙波导的立体过渡结构
CN209592277U (zh) * 2019-04-22 2019-11-05 云南大学 一种具有双传输零点和宽阻带的新型isgw带通滤波器
CN110504515A (zh) * 2019-07-15 2019-11-26 电子科技大学 一种基于探针电流耦合的脊间隙波导到微带线宽带过渡结构
CN111029696A (zh) * 2019-11-20 2020-04-17 西安电子科技大学 一种基于慢波基片集成槽间隙波导小型化堆叠二阶滤波器
CN111092281A (zh) * 2019-09-10 2020-05-01 南京邮电大学 一种基于人工磁导体的四阶耦合谐振器滤波器

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000202048A (ja) * 1999-01-20 2000-07-25 Toshiba Corp リッジフィルタ
US6535083B1 (en) * 2000-09-05 2003-03-18 Northrop Grumman Corporation Embedded ridge waveguide filters
US7142074B2 (en) * 2003-11-06 2006-11-28 Electronics And Telecommunications Research Institute Multilayer waveguide filter employing via metals
CN102084538A (zh) * 2008-07-07 2011-06-01 希达尔天线顾问股份公司 平行传导表面之间的间隙中的波导和传输线
CN107546453A (zh) * 2017-07-07 2018-01-05 华为技术有限公司 一种介质导波结构以及介质导波传输***
CN109149032A (zh) * 2018-08-30 2019-01-04 南京理工大学 一种基于脊间隙波导的三阶v波段带通滤波器
CN109301408A (zh) * 2018-11-14 2019-02-01 云南大学 封装的平面集成间隙波导双频带滤波器
CN110021805A (zh) * 2019-04-15 2019-07-16 南京理工大学 复杂馈电网络中基于空气间隙波导的立体过渡结构
CN209592277U (zh) * 2019-04-22 2019-11-05 云南大学 一种具有双传输零点和宽阻带的新型isgw带通滤波器
CN110504515A (zh) * 2019-07-15 2019-11-26 电子科技大学 一种基于探针电流耦合的脊间隙波导到微带线宽带过渡结构
CN111092281A (zh) * 2019-09-10 2020-05-01 南京邮电大学 一种基于人工磁导体的四阶耦合谐振器滤波器
CN111029696A (zh) * 2019-11-20 2020-04-17 西安电子科技大学 一种基于慢波基片集成槽间隙波导小型化堆叠二阶滤波器

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MILAD SHARIFI SORKHERIZI等: "Fully Printed Gap Waveguide With Facilitated Design Properties", 《IEEE MICROWAVE AND WIRELESS COMPONENTS LETTERS》 *
SLOBODAN BIRGERMAJER等: "Microstrip-Ridge Gap Waveguide Filter Based on Cavity Resonators With Mushroom Inclusions", 《IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES》 *
钱雷: "基于脊间隙波导的V波段带通滤波器设计", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113140916A (zh) * 2021-04-06 2021-07-20 浙江大学 一种多层脊波导天线馈电结构
CN113140916B (zh) * 2021-04-06 2022-07-05 浙江大学 一种多层脊波导天线馈电结构

Also Published As

Publication number Publication date
CN111600103B (zh) 2021-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108879044B (zh) 一种具有宽阻带和高选择性的超宽带带通滤波器结构
CN109301416B (zh) 悬置基片集成波导传输线
CN112290182B (zh) 一种基于基片集成同轴线的双频功分器
CN112332054B (zh) 一种基于非对称式耦合线的双通带带通滤波器
WO2021248392A1 (zh) 一种基于印刷脊间隙波导的四阶Ka波段带通滤波器
JP7345952B2 (ja) L字形スタブを付加したhmcsiwデュアルバンドパスフィルタ
CN109713411B (zh) 一种微带双频宽带滤波器
CN110212273B (zh) 基于基片集成波导的双频双工器
CN209747700U (zh) 新型isgw四功分器
CN114335955B (zh) 基于hmsiw-sspp混合模式的不等分带通滤波功分器
CN106816696A (zh) 一种Vivaldi天线
CN111600103B (zh) 一种基于印制脊间隙波导的滤波器
CN105449322B (zh) 毫米波双通带滤波器及其设计方法
WO2020014891A1 (en) Balun and method for manufacturing the same
CN113540733B (zh) 一种垂直转接结构
US11177546B2 (en) Bandpass filter based on effective localized surface plasmons and operation method thereof
CN110416674B (zh) 基于共面波导的单腔双频带微波滤波器
CN108539333B (zh) 混合半模基片集成波导和微带线的紧凑型宽带带通滤波器
CN113488752A (zh) 一种基于c型谐振器的五陷波微型超宽带滤波器
Horii A compact planar ultra-wideband bandpass filter composed of coupled e-shaped electrodes
CN113922016A (zh) 一种滤波器及通信设备
Berhab et al. Reconfigurable single to multi-band bandstop pcsrrs-based filter: Analysis and circuits modeling
CN114552151B (zh) 一种基于滑动对称结构的带宽及阻带可定制基片集成同轴线带阻滤波器
CN112054271B (zh) 小型化多通道微波毫米波滤波器组及其设计方法
CN117352982B (zh) 一种超宽频微带合路器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant