CN204130667U - 一种半模基片集成波导双带滤波器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于互补开口谐振环和短路复合左右手传输线结构的半模基片集成波导双带滤波器，该滤波器由两个谐振器构成。其关键在于：所述的双带滤波器包含介质基片，介质基片上设置金属贴片和接地金属贴片，金属贴片刻蚀的互补开口谐振环结构和短路复合左右手传输线。在金属贴片上还设有设有一排金属通孔、阻抗匹配单元、输入馈电线和输出馈电线。所述互补开口谐振环结构刻蚀在金属贴片上，该结构产生第一个通带，同时产生一个传输零点；短路复合左右手线传输线产生第二个通带和一个传输零点，该滤波器引入两个传输零点，使带外抑制得到改善，提高通带选择性；采用锥形渐变的馈电方式，提高外部品质因数。

Description

一种半模基片集成波导双带滤波器

技术领域

本实用新型涉及一种应用在无线通信***的滤波器，尤其是涉及半模基片集成波导双带滤波器。 

背景技术

随着无线通信的发展，通信设备的不断增加，高效利用有限的频谱资源成为当今无线通信发展的一个热点。在结构上设计具有小体积、低成本、设计灵活且选择性高成为射频滤波器的迫切需求。为了节约成本，通信***中的一些器件能同时工作于多个频段，这样的器件有着巨大的前景。而半模基片集成波导滤波器在低成本方面有着绝对优势。 

滤波器是通信设备不可或缺的组成单元，其性能好坏是直接影响整个***。因此，迫切需要高性能、体积小、重量轻、高Q值、低损耗、低成本、易集成的滤波器。 

在半模基片集成波导上刻蚀互补开口谐振环和短路复合左右手传输线结构设计的双带滤波器，实现了滤波器具有小尺寸、高性能、高Q值、低损耗、低成本、易集成的优点。 

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种基于互补开口谐振环和短路复合左右手传输线结构的半模基片集成波导双带滤波器，其整体尺寸小、通带之间相互独立，可以在在现有工艺的基础实现。 

本实用新型的目的通过以下的技术方案实现： 

一种基于互补开口谐振环和短路复合左右手传输线结构的半模基片集成波导双带滤波器，所述双带滤波器包含介质基片，介质基片上设置金属贴片、接地金属贴片，金属贴片上刻蚀有互补开口谐振环结构和短路复合左右手传输线。两个短路复合左右手传输线级联，一端与金属贴片相连，另一端通过金属化通孔与接地金属贴片相连；在金属贴片边缘上设有一排金属通孔，在金属贴片两边分别加载输入馈电线和输出馈电线，输入馈电线和输出馈电线分别通过阻抗匹配单元与金属贴片连接，所述输入馈电线、输出馈电线在介质基片的上表面；所述互补开口谐振环结构构成谐振器A，联级的两个短路复合左右手传输线通过耦合构成谐振器B，这两个谐振器构成双带滤波器，整体为轴对称结构。

采用以上结构，在介质基片的金属贴片上刻蚀互补开口谐振环产生第一个通带，同时产生一个传输零点；基片上的短路复合左右手传输线产生第二个通带和一个传输零点，该滤波器引入了两个传输零点，使带外抑制得到改善，提高通带选择性； 

所述互补开口谐振环的结构由外周缝隙和内周缝隙组成，两周缝隙的开口相反，外周缝隙的长度和金属的宽度控制第一个通带的中心频率；外周缝隙和内周缝隙的宽度控制传输零点的频率，来改善其通带的选择性。

所述短路复合左右手传输线与金属贴片的一边相连，该滤波器联级两个短路复合左右手传输线，通过耦合构成谐振器，产生一个谐振频率和传输零点。短路复合左右传输线包括4个叉指、折叠的短路线和与地相连的金属化过孔。叉指的长度、宽度，叉指间缝隙的宽度，短接线的长度、宽度和金属过孔的直径控制滤波器第二个通带的性能。 

所述阻抗匹配单元是锥形微带渐变线，阻抗匹配单元的一端与输入馈电线或输出馈电线相连，另一端用于与半模基片集成波导相连。渐变线所支持的电场结构与半模基片集成波导传输主模的场结构具有一种自然的相似性，一段锥形微带渐变线可实现半模基片集成波导和50Ω的输入、输出微带线之间的模式转换、阻抗变换。 

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果： 

1、本实用新型利用互补开口谐振环结构和复合左右手传输线结构，使得电路整体尺寸小、结构紧凑、空间利用率高；两个通带分别由两个谐振器控制，两通带间相互干扰小。

2、本实用新型引入两个传输零点，提高滤波器的两个通带的选择性，带外抑制得到改善。 

3、本实用新型中采用锥形渐变的方式馈电，能够有效的提高外部品质因数Q。 

附图说明

图1是本实用新型所述的半模基片集成波导双带滤波器的结构示意图； 

图2为图1中互补开口谐振环(2)的结构示意图；

图3是图1中短路复合左右手传输线(3)的结构示意图；

图4为本实用新型所述的半模基片集成波导双带滤波器一个例子的频率响应曲线图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。 

如图1至图3所示，一种基于互补开口谐振环和短路复合左右手传输线结构的半模基片集成波导双带滤波器，其包含介质基片，在本实施例中，介质基片采用Rogers 5880，介电常数为2.2，厚度为0.508mm。介质基片上设置金属贴片1(a)和接地金属贴片1(b)。金属贴片1(a)上刻蚀有互补开口谐振环结构2和短路复合左右手传输线3。 

两个短路复合左右手传输线3级联，一端与金属贴片1(a)相连，另一端通过金属化通孔与接地金属贴片1(b)相连。在金属贴片1(a) 边缘上设有一排金属通孔4，在金属贴片1(a)两边分别加载输入馈电线6和输出馈电线7，输入馈电线6和输出馈电线7分别通过阻抗匹配单元5与金属贴片1(a)连接，输入馈电线6、输出馈电线7在介质基片的上表面。 

金属贴片1(a)上刻蚀的互补开口谐振环结构2由外周缝隙2-1和内周缝隙2-2构成；两缝隙之间的金属宽度为0.25mm，外周缝隙2-1和内周缝隙2-2的宽为0.25mm，外周缝隙2-1的长为24.75mm，内周缝隙2-2的长为20.75mm，外周缝隙2-1的开口缝隙金属2-3的宽为0.25mm。 

金属贴片1(a)上刻蚀的短路复合左右手传输线3是由微带线组成，有四个叉指3-1，长为8.1mm，宽为0.2mm，叉指间的缝隙3-2为0.1mm，折叠短接线3-3的宽为0.2mm，与地相连的金属化过孔3-4的直径为0.8mm，两个金属化过孔的之间的距离为1.4mm，两个短路复合左右手传输线中的短接线3-3相距0.4mm。 

以上互补开口谐振环结构2构成谐振器A，联级的两个短路复合左右手传输线3通过耦合构成谐振器B，这两个谐振器构成双带滤波器，整体为轴对称结构。 

如图4所示，为本实例的频率响应曲线图。图中包括两大曲线︱S₂₁︱、︱S₁₁︱，曲线︱S₂₁︱是信号的传输特性曲线，曲线︱S₁₁︱是端口的反射特性曲线。由图可知，该滤波器具有双带通带响应，其中一个通带的中心频率是2.25GHz，通带内最小插损0.78dB,回波损耗大于21dB，其通带3dB带宽为8.9%；第二通带的中心频率为3GHz，通带内最小***损耗为0.805dB，通带内回波损耗大于33.46dB，其通带3dB宽带为6.7%；第一、二通带的宽带比大约为1：1；二个传输零点分别在2.64GHz、3.48GHz，带外抑制达到了30以上，有效的提高基于互补开口谐振环和短路复合左右手传输线结构的半模基片集成波导双带滤波器通带的选择性。 

相对现有的技术，本实用新型是一种基于互补开口谐振环和短路复合左右手传输线结构的半模基片集成波导双带滤波器，其两个通带分别由不同的谐振器控制。通过引入两个传输零点改善滤波器的带外抑制和选择性。应用复合左右传输线结构，可有效减小滤波器体积，采用锥形的渐变微带线馈电方式，可提高外部品质因数。 

本实用新型的实施方式并不受到上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的等同替换或改变，都包含本实用新型的保护范围之内。 

Claims (5)

1.一种基于互补开口谐振环和短路复合左右手传输线结构的半模基片集成波导双带滤波器，其特性在于：所述的双带滤波器包含介质基片，介质基片上设置金属贴片(1(a))和接地金属贴片（1(b)），金属贴片（1(a)）上刻蚀有互补开口谐振环结构（2）和两个短路复合左右手传输线（3），两个短路复合左右手传输线（3）级联，一端与金属贴片（1(a)）相连，另一端通过金属化通孔与接地金属贴片（1(b)）相连；在金属贴片（1(a)）边缘上设有一排金属通孔（4），在金属贴片（1(a)）的两边分别加载50欧姆输入馈电线（6）和输出馈电线（7），金属贴片（1(a)）通过阻抗匹配单元（5）引出50欧姆输入馈电线（6）和输出馈电线（7），所述输入馈电线（6）、输出馈电线（7）在介质基片的上表面；所述互补开口谐振环结构（2）构成谐振器A，联级的两个短路复合左右手传输线（3）通过耦合构成谐振器B，这两个谐振器构成双带滤波器，整体为轴对称结构。

2.根据权利要求1所述的基于互补开口谐振环和短路复合左右手传输线结构的半模基片集成波导双带滤波器，其特征在于：所述互补开口谐振环结构（2）包括外周缝隙（2-1）和内周缝隙（2-2），它们的开口方向相反。

3.根据权利要求1或2所述的基于互补开口谐振环和短路复合左右手传输线结构的半模基片集成波导双带滤波器，其特征在于：所述复合左右手传输线（3）包括4个叉指（3-1）、折叠的短路线（3-3）和与地相连的金属化过孔（3-4）。

4.根据权利要求3所述的基于互补开口谐振环和短路复合左右手传输线结构的半模基片集成波导双带滤波器，其特征在于：所述阻抗匹配单元（5）是锥形微带渐变线，阻抗匹配单元（5）的一端与输入馈电线（6）或输出馈电线（7）相连，另一端用于与金属贴片（1(a)）相连。

5.根据权利要求4所述的基于互补开口谐振环和短路复合左右手传输线结构的半模基片集成波导双带滤波器，其特征在于：该滤波器所述介质基片采用Rogess 5880。