CN217589389U - 一种宽阻带基片集成波导带通滤波器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种宽阻带基片集成波导带通滤波器，包括方形QMSIW谐振腔，方形QMSIW谐振腔的两侧均采用磁耦合方式级联有矩形QMSIW谐振腔，方形QMSIW谐振腔和两个矩形QMSIW谐振腔构成L形谐振腔，两个矩形QMSIW谐振腔上均连接有拐角结构的微带线，两个微带线的拐角处平行靠近。本实用新型采用QMSIW谐振腔实现带通滤波器，设计结构简单，体积小，滤波器结构紧凑，并且可以通过调整拐角处的间距和长度，改变耦合强度，控制传输零点位置，从而可以增加下阻带的抑制速度，可以避免寄生通带产生，增大阻带宽度。

Description

一种宽阻带基片集成波导带通滤波器

技术领域

本实用新型涉及一种宽阻带基片集成波导带通滤波器，属于滤波器领域。

背景技术

随着现代移动通信技术的发展，通信***对滤波器的要求越来越高。随着工作频率的增加，传统波导滤波器寄生通带对带外抑制有严重影响，因此急需一种宽阻带抑制的滤波器。

实用新型内容

本实用新型提供了一种宽阻带基片集成波导带通滤波器，解决了背景技术中披露的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种宽阻带基片集成波导带通滤波器，包括方形QMSIW谐振腔，方形QMSIW谐振腔的两侧均采用磁耦合方式级联有矩形QMSIW谐振腔，方形QMSIW谐振腔和两个矩形QMSIW谐振腔构成L形谐振腔，两个矩形QMSIW谐振腔上均连接有拐角结构的微带线，两个微带线的拐角处平行靠近。

方形QMSIW谐振腔和矩形QMSIW谐振腔均为介质基片上开设的金属化过孔、堆叠在介质基片上的顶层金属层和堆叠在介质基片下的底层金属层构成；方形QMSIW谐振腔的金属化过孔排列成方形，矩形QMSIW谐振腔的金属化过孔排列成矩形。

级联的方形QMSIW谐振腔和矩形QMSIW谐振腔共用同一金属化过孔列，共用的金属化过孔列上留有一段作为耦合窗口的空隙。

微带线与矩形QMSIW谐振腔的顶层金属层连接，并且连接处相对的介质基片上不开设金属化过孔。

连接处开有延伸到顶层金属层内的过度槽。

L形谐振腔的顶层金属层上开有屏蔽槽，屏蔽槽位于L形的端部和拐角处。

微带线连接矩形QMSIW谐振腔的端部为渐变结构，越靠近矩形QMSIW谐振腔，微带线宽度越细。

所述宽阻带基片集成波导带通滤波器为镜面对称结构。

本实用新型所达到的有益效果：本实用新型采用QMSIW谐振腔实现带通滤波器，设计结构简单，体积小，滤波器结构紧凑，并且可以通过调整拐角处的间距和长度，改变耦合强度，控制传输零点位置，从而可以增加下阻带的抑制速度，可以避免寄生通带产生，增大阻带宽度。

附图说明

图1为带通滤波器的三维剖析示意图；

图2为带通滤波器的俯视图；

图3为带通滤波器S参数波形图；

图4为现有滤波器的S参数波形图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图1和2所示，一种宽阻带基片集成波导带通滤波器，包括从上往下依此堆叠的顶层金属层1、介质基片2和底层金属层4；其中，介质基片2为Rogers 5880介质板，介电常数为2.2，厚度为1mm。

介质基片2上开设圆形金属化过孔3，这些金属化过孔3和顶层金属层1构成一个方形QMSIW（Quarter-Mode Substrate Integrated Waveguide，基于四分之一模基片集成波导）谐振腔和两个矩形QMSIW谐振腔，方形QMSIW谐振腔的边长为22.5mm，矩形QMSIW谐振腔的长为25.24mm、宽为22.5mm（含金属化过孔3），矩形QMSIW谐振腔位于方形QMSIW谐振腔的侧部，并且与其采用磁耦合方式级联。

方形QMSIW谐振腔的金属化过孔3排列成方形，矩形QMSIW谐振腔的金属化过孔3排列成矩形，级联的方形QMSIW谐振腔和矩形QMSIW谐振腔共用同一金属化过孔3列，共用的金属化过孔3列上留有一段作为耦合窗口的空隙，耦合窗口长度为15.6mm。

方形QMSIW谐振腔和两个矩形QMSIW谐振腔构成L形谐振腔，即通过磁耦合构成一个L形带通滤波器，L形谐振腔的顶层金属层上开屏蔽槽，屏蔽槽位于L形的端部和拐角处。

两个矩形QMSIW谐振腔的长边均连接微带线5，具体为微带线5与矩形QMSIW谐振腔的顶层金属层1连接，连接处相对的介质基片2上不开设金属化过孔3，并且连接处开有延伸到顶层金属层1内的凹形过度槽6（为细槽）。

微带线5距离L形谐振腔端部的边为7.51mm，微带线5为拐角结构，两个微带线5的拐角处平行靠近，引入端耦合，微带线5拐角处耦合长度为3mm，因此可通过调整拐角处的间距和长度，改变耦合强度，控制传输零点位置，耦合越强，零点越靠近通带。

微带线5连接矩形QMSIW谐振腔的端部为渐变结构，越靠近矩形QMSIW谐振腔，微带线5宽度越细，微带线5的最小宽度为0.79mm，最大宽度为3.16mm，最宽处的阻抗为50欧姆。

上述整个宽阻带基片集成波导带通滤波器呈现镜面对称结构。

如图3为上述滤波器的仿真波形图，其横坐标为频率（单位：GHz），纵坐标为S参数（单位为：dB），实线和虚线分别分别表示电磁波反射系数与频率的关系、电磁波传输系数与频率的关系。

上述滤波器的-3dB工作带宽为2.78GHz-3.13GHz，相对带宽为11.8%，输入端口与输出端口的回波损耗均小于-20dB，在-20dB时的阻带宽度达到9.94GHz。上述滤波器的最小***损耗为-1.9dB，有一个传输零点为2.25GHz。

图4为现有的基片集成带通滤波（measure代表测量数据，simulation代表仿真数据），其阻带宽度为8.3GHz。本实用新型与其相比，本实用新型阻带宽度更宽，能更好的避免寄生通带的产生

上述滤波器采用QMSIW谐振腔实现带通滤波器，设计结构简单，体积小，滤波器结构紧凑，易于加工，成本低廉，并且该滤波器可以通过调整拐角处的间距和长度，改变耦合强度，控制传输零点位置，从而可以增加下阻带的抑制速度（传输零点的存在提高了阻带抑制速度），可以避免寄生通带产生，增大阻带宽度（利用合理馈电位置就是馈电在点场最弱处，不激发谐振模式）。该滤波器适用于微波、毫米波集成电路之中，有较好的应用前景。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种宽阻带基片集成波导带通滤波器，其特征在于，包括方形QMSIW谐振腔，方形QMSIW谐振腔的两侧均采用磁耦合方式级联有矩形QMSIW谐振腔，方形QMSIW谐振腔和两个矩形QMSIW谐振腔构成L形谐振腔，两个矩形QMSIW谐振腔上均连接有拐角结构的微带线，两个微带线的拐角处平行靠近。

2.根据权利要求1所述的一种宽阻带基片集成波导带通滤波器，其特征在于，方形QMSIW谐振腔和矩形QMSIW谐振腔均为介质基片上开设的金属化过孔、堆叠在介质基片上的顶层金属层和堆叠在介质基片下的底层金属层构成；方形QMSIW谐振腔的金属化过孔排列成方形，矩形QMSIW谐振腔的金属化过孔排列成矩形。

3.根据权利要求2所述的一种宽阻带基片集成波导带通滤波器，其特征在于，级联的方形QMSIW谐振腔和矩形QMSIW谐振腔共用同一金属化过孔列，共用的金属化过孔列上留有一段作为耦合窗口的空隙。

4.根据权利要求2所述的一种宽阻带基片集成波导带通滤波器，其特征在于，微带线与矩形QMSIW谐振腔的顶层金属层连接，并且连接处相对的介质基片上不开设金属化过孔。

5.根据权利要求4所述的一种宽阻带基片集成波导带通滤波器，其特征在于，连接处开有延伸到顶层金属层内的过度槽。

6.根据权利要求4所述的一种宽阻带基片集成波导带通滤波器，其特征在于，L形谐振腔的顶层金属层上开有屏蔽槽，屏蔽槽位于L形的端部和拐角处。

7.根据权利要求4所述的一种宽阻带基片集成波导带通滤波器，其特征在于，微带线连接矩形QMSIW谐振腔的端部为渐变结构，越靠近矩形QMSIW谐振腔，微带线宽度越细。

8.根据权利要求1~7任意一项所述的一种宽阻带基片集成波导带通滤波器，其特征在于，所述宽阻带基片集成波导带通滤波器为镜面对称结构。

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