CN203085714U - 源和负载直接耦合的基片集成波导滤波器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种源和负载直接耦合的基片集成波导滤波器，包括介质基片、上表面金属层、下表面金属层和金属化通孔，金属化通孔和上、下表面金属层在介质基片上形成两个基片集成波导腔体以及两段基片集成波导传输线，两个基片集成波导腔体之间和基片集成波导腔体与基片集成波导传输线之间以及两段基片集成波导传输线之间设有四个金属柱感性窗，两段基片集成波导传输线的两端分别设有共面波导输入端和共面波导输出端。它采用了基片集成波导技术，单层结构，体积小，集成度高，利用源和负载直接耦合来产生两个传输零点，实现了很好的选择性，阻带抑制性能好，带内插损小，性能优异，且设计也很方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基片集成波导滤波器，特别涉及一种源和负载直接耦合的基片集成波导滤波器。
背景技术
滤波器是电路***重要的基本单元电路之一，它的性能对***整体的选择性、噪声系数、灵敏度、增益等都有影响。传统的微波滤波器通常采用微带或波导结构，但是它们各有一些难以克服的缺点。对于采用微带线结构的平面滤波器，它们具有体积小，加工简单等优点，但存在功率容量低，损耗大，因结构开放而不便密封等缺点，因而适用于功率小的电路***；基于金属波导的滤波器具有功率容量高，损耗低，性能优异等优点，但是其加工成本高，且不适合与现代平面电路集成；基片集成波导（SIW）在一定程度上综合了两者的优点，在保持传统滤波器高功率容量，低损耗优点的同时，还保留了一般平面传输线滤波器易于集成，轻量化、易于加工等优点，基片集成波导技术滤波器可以用普通的PCB工艺实现，加工成本低，制作周期短，其原理是以金属化的周期性通孔替代金属壁来实现的。但由于频谱资源有限，现代通信***对滤波器的选择性提出了越来越高的要求，常用的方法是通过多个独立的谐振腔的交叉耦合来产生传输零点，该方法设计复杂，滤波器体积也较大，不能满足人们的要求。
发明内容
本实用新型的目的就在于提供一种结构简单，体积较小，且耗损小的源和负载直接耦合的基片集成波导滤波器，能有效解决上述存在的问题。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是这样的：本实用新型的源和负载直接耦合的基片集成波导滤波器，包括介质基片，介质基片的上、下表面分别敷设有上表面金属层和下表面金属层，介质基片上还设置有贯穿上表面金属层和下表面金属层的金属化通孔，其特征在于：所述金属化通孔、上表面金属层和下表面金属层在介质基片上形成两个基片集成波导腔体以及两段基片集成波导传输线，两个基片集成波导腔体之间设有第一金属柱感性窗，第一基片集成波导腔体与第一基片集成波导传输线之间设有第二金属柱感性窗，第二基片集成波导腔体与第二基片集成波导传输线之间设有第三金属柱感性窗，两段基片集成波导传输线之间设有第四金属柱感性窗，两段基片集成波导传输线的两端分别设有共面波导输入端和共面波导输出端。。
作为优选，所述金属化通孔的直径为0.5 mm, 相邻通孔间的间距为1 mm。
作为优选，所述介质基片采用ROGERS 5880，厚度为0.5mm，介电常数为2.2。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：一、该滤波器具有较小的插损，采用源和负载直接耦合理论，只使用两个腔体就实现了两个传输零点，而传统的交叉耦合滤波器实现同样的性能需要四个腔体，因而比传统的滤波器有更小的体积，更小的损耗，非常适合应用于微波和毫米波领域；二、该滤波器能产生两个传输零点，具有很好的选择性，也较好地改善了带外衰减特性；三、该滤波器采用单层基片集成波导结构，制作非常简单，全部利用成熟的标准工业工艺，成本低而精度高，容易批量生产，封闭结构因而辐射小，隔离和抗干扰能力强，容易与有源平面电路集成，这相对于金属波导滤波器而言是个很大的优势。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为图1的截面示意图；
图3为本实用新型的传输特性图。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。
参见图1和图2，本实用新型的源和负载直接耦合的基片集成波导滤波器，包括介质基片1，介质基片1的上、下表面分别敷设有上表面金属层7和下表面金属层8，介质基片1上还设置有贯穿上表面金属层7和下表面金属层8的金属化通孔2，所述金属化通孔2、上表面金属层7和下表面金属层8在介质基片1上形成两个基片集成波导腔体31、32以及两段基片集成波导传输线41、42，相邻的基片集成波导腔体和基片集成波导传输线之间采用公共的侧边，两个基片集成波导腔体31、32之间设有第一金属柱感性窗51，第一基片集成波导腔体31与第一基片集成波导传输线41之间设有第二金属柱感性窗52，第二基片集成波导腔体32与第二基片集成波导传输线42之间设有第三金属柱感性窗53，两段基片集成波导传输线41、42之间设有第四金属柱感性窗54，两段基片集成波导传输线41、42的两端分别设有共面波导输入端61和共面波导输出端62，所述金属化通孔2的直径为0.5 mm, 相邻通孔间的间距为1 mm，所述介质基片1采用ROGERS 5880，厚度为0.5mm，介电常数为2.2。
该滤波器使用TE201和TE101模式基片集成波导腔体来实现电、磁耦合，以产生所需的传输零点，基片集成波导腔体31、32分别为TE201和TE101模式腔体。利用两个基片集成波导腔体31、32通过第一金属柱感性窗51实现能量的耦合，两个基片集成波导腔体31、32分别与两段基片集成波导传输线41、42通过第二金属柱感性窗52和第三金属柱感性窗53实现能量耦合，两段基片集成波导传输线41、42代表源和负载，它们通过第四金属柱感性窗54实现源和负载直接耦合；而两段基片集成波导传输线41、42上设置的共面波导输入端61和共面波导输出端62通过50欧姆微带线和外部电路相连接；通过调节第四金属柱感性窗54的大小，就能直接改变源和负载耦合的强弱，以改善滤波器的性能。
本实施例中，滤波器仿真和实测的传输特性如图3所示，从图中可以看到，实测回波损耗优于-17.5dB，带内插损大约为3dB，该损耗是包含了测试接头，微带馈线及共面波导的影响，这些损耗在Ku波段比较明显，扣除这部分损耗，滤波器的损耗会更小。测试与仿真结果非常吻合，在滤波器的上下边带，可以发现两个很明显的传输零点，很好地提高了滤波器的选择性，带内有两个极点，使滤波器的通带趋于平整。
本实用新型的保护范围并不局限于本申请文件的陈述和实施例，凡是根据上述描述做出的各种可能的等同替换或改变，均被认为属于本实用新型的权例要求的保护范围。
Claims (3)
1.一种源和负载直接耦合的基片集成波导滤波器，包括介质基片，介质基片的上、下表面分别敷设有上表面金属层和下表面金属层，介质基片上还设置有贯穿上表面金属层和下表面金属层的金属化通孔，其特征在于：所述金属化通孔、上表面金属层和下表面金属层在介质基片上形成两个基片集成波导腔体以及两段基片集成波导传输线，两个基片集成波导腔体之间设有第一金属柱感性窗，第一基片集成波导腔体与第一基片集成波导传输线之间设有第二金属柱感性窗，第二基片集成波导腔体与第二基片集成波导传输线之间设有第三金属柱感性窗，两段基片集成波导传输线之间设有第四金属柱感性窗，两段基片集成波导传输线的两端分别设有共面波导输入端和共面波导输出端。
2.根据权利要求1所述的源和负载直接耦合的基片集成波导滤波器，其特征在于：所述金属化通孔的直径为0.5 mm, 相邻通孔间的间距为1 mm。
3.根据权利要求1所述的源和负载直接耦合的基片集成波导滤波器，其特征在于：所述介质基片采用ROGERS 5880，厚度为0.5mm，介电常数为2.2。
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| CN 201320087823 CN203085714U (zh) | 2013-02-27 | 2013-02-27 | 源和负载直接耦合的基片集成波导滤波器 |
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| CN 201320087823 CN203085714U (zh) | 2013-02-27 | 2013-02-27 | 源和负载直接耦合的基片集成波导滤波器 |
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| CN (1) | CN203085714U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105896008A (zh) * | 2016-04-27 | 2016-08-24 | 南京邮电大学 | 一种在高频和低频均含有传输零点的紧凑型带通滤波器 |
| CN107134609A (zh) * | 2016-02-26 | 2017-09-05 | 株式会社藤仓 | 滤波器及该滤波器的设计方法 |
| CN108987924A (zh) * | 2018-07-16 | 2018-12-11 | 西安电子科技大学 | 具有多辐射零点的基片集成波导双模滤波天线 |
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2013
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