專利名稱：半?；刹▽?dǎo)濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
半?；刹▽?dǎo)濾波器可以應(yīng)用于微波毫米波電路的設(shè)計(jì)，亦可用于微波毫米波集成電路的設(shè)計(jì)。屬于微波濾波器的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
微波毫米波濾波器在微波毫米波射頻系統(tǒng)中許多設(shè)計(jì)問(wèn)題的中心如在變頻器、倍頻器以及多路通信中。電磁波頻譜是有限的，須按應(yīng)用加以分配；而濾波器既可以用來(lái)限定大功率發(fā)射機(jī)在規(guī)定頻帶內(nèi)輻射，反過(guò)來(lái)有可用來(lái)防止接收機(jī)受到工作頻帶以外的干擾。傳統(tǒng)的微波毫米波金屬波導(dǎo)可以制作出高Q值、低損耗、高性能的微波濾波器，但是這種濾波器首先難以加工，需要很高的加工精度；其次生產(chǎn)成本比較昂貴；第三這種濾波器器體積比較龐大，很難應(yīng)用于微波、毫米波集成電路的設(shè)計(jì)之中。因此，迫切需要高性能、體積小、重量輕、高Q值、低損耗、低成本、易于集成的微波毫米波濾波器，以利于微波毫米波集成電路的設(shè)計(jì)；第四最近出現(xiàn)的基片集成波導(dǎo)濾波器性能好、體積小、重量輕、高Q值，而基于基片集成波導(dǎo)的半模基片集成波導(dǎo)技術(shù)進(jìn)一步減小了濾波器的尺寸，半?；刹▽?dǎo)濾波器體積更小，同時(shí)保持了高性能、高Q值、低損耗、低成本、易于集成的優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明的目的是提供一種用來(lái)解決微波毫米波濾波器的集成問(wèn)題的半模基片集成波導(dǎo)濾波器，它相對(duì)于原有的基片集成波導(dǎo)濾波器體積更小，這種濾波器器具有易于集成、加工成本比較低廉、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，適合于微波毫米波集成電路的設(shè)計(jì)；這種半?；刹▽?dǎo)濾波器與微帶結(jié)構(gòu)相比較具有較高的Q值，較低的損耗。
技術(shù)方案本發(fā)明的半?；刹▽?dǎo)濾波器包括介質(zhì)基底、金屬貼片、金屬通孔、槽縫；在介質(zhì)基片的表面設(shè)有金屬貼片，該金屬貼片的中部為矩形，兩邊為帶狀，分別連接輸入端和輸出端；在金屬貼片的中部沿金屬貼片中部的一邊設(shè)有一排金屬通孔，另一邊設(shè)有槽縫；兩個(gè)槽縫之間的一段半?；刹▽?dǎo)構(gòu)成一個(gè)四分之一波長(zhǎng)諧振器。
金屬通孔的孔徑d＝0.2～0.8mm，孔距s＝0.4～1.6mm。
微帶線寬度w＝1～2mm、阻抗變換器寬度tw＝2～3mm、阻抗變換器長(zhǎng)度tl＝10～20mm、半?；刹▽?dǎo)寬度a＝7～7.6mm、第一槽縫寬度w1＝0.1～0.14mm、第二槽縫寬度w2＝0.3～0.5mm、第三槽縫寬度w3＝0.1～0.14mm、第一槽縫長(zhǎng)度l1＝4.5～5.5mm、第二槽縫長(zhǎng)度l2＝5～5.6mm、第三槽縫寬度l3＝4.5～5.5mm、第一諧振器長(zhǎng)度d1＝4.5～5.5mm、第二諧振器長(zhǎng)度d2＝4.5～5.5mm。
半?；刹▽?dǎo)濾波器是利用了矩形金屬波導(dǎo)具有高Q值、低損耗的特點(diǎn)，首先在介質(zhì)基片上實(shí)現(xiàn)了半?；刹▽?dǎo)，這種波導(dǎo)具有和矩形金屬波導(dǎo)相類似的傳輸特性；然后，在半?；刹▽?dǎo)的金屬表面形成槽縫，兩個(gè)槽縫之間的一段半?；刹▽?dǎo)構(gòu)成一個(gè)四分之一波長(zhǎng)諧振器，通過(guò)改變槽縫的尺寸來(lái)控制諧振器之間耦合的強(qiáng)弱，使整個(gè)結(jié)構(gòu)起到濾波器的效果。此外半?；刹▽?dǎo)的高通特性提高了濾波器的選擇性。在這種半?；刹▽?dǎo)濾波器的結(jié)構(gòu)中，我們主要注意了以下幾點(diǎn)的設(shè)計(jì)1)所有的結(jié)構(gòu)都是利用在介質(zhì)基片上打一系列的金屬通孔陣列來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而有利于這種半?；刹▽?dǎo)濾波器在微波毫米波電路設(shè)計(jì)中的集成；2)半?；刹▽?dǎo)濾波器的濾波功能主要是通過(guò)金屬表面的槽縫控制串聯(lián)半模基片集成波導(dǎo)諧振器的相互耦合來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此半?；刹▽?dǎo)上的槽縫的設(shè)計(jì)對(duì)整個(gè)半模基片集成波導(dǎo)濾波器起到非常重要的作用；半模基片集成波導(dǎo)具有和矩形金屬波導(dǎo)相類似的傳輸特性。我們所設(shè)計(jì)的半模基片集成波導(dǎo)濾波器充分利用了這一特性，并在金屬面上形成槽縫，以控制基片集成波導(dǎo)諧振器之間的耦合，從而實(shí)現(xiàn)了半?；刹▽?dǎo)濾波器的性能。
有益效果發(fā)明的半?；刹▽?dǎo)濾波器具有以下優(yōu)點(diǎn)1)這種半模基片集成波導(dǎo)濾波器在微波毫米波電路的設(shè)計(jì)中易于集成。這是由于這種濾波器器完全在介質(zhì)基片上實(shí)現(xiàn)，利用介質(zhì)基片的介電常數(shù)可以很方便的調(diào)節(jié)這種濾波器尺寸的大小，從而較好的實(shí)現(xiàn)和其他微波毫米波電路的集成；2)這種半?；刹▽?dǎo)濾波器具有較高的Q值，較低的損耗。這是由于這種結(jié)構(gòu)具有與矩形金屬波導(dǎo)相類似的特性，所以與微帶電路相比，它的Q值比較高，損耗比較低；3)這種半模基片集成波導(dǎo)濾波器第二通帶的中心頻率約為第一個(gè)通帶的中心頻率的三倍，而普通濾波器第二通帶的中心頻率約為第一個(gè)通帶的中心頻率的二倍，因此它的工作頻帶更寬；


圖1是本發(fā)明的原理圖，圖2是本發(fā)明的實(shí)際測(cè)試結(jié)果。
圖1中有介質(zhì)基片1、金屬貼片2、金屬通孔3、輸入端4、輸出端5、槽縫6、微帶線寬度W、孔徑d、孔距s、阻抗變換器寬度tw、阻抗變換器長(zhǎng)度tl、半?；刹▽?dǎo)寬度a、第一槽縫寬度w1、第二槽縫寬度w2、第三槽縫寬度w3、第一槽縫長(zhǎng)度l1、第二槽縫長(zhǎng)度l2、第三槽縫寬度l3、第一諧振器長(zhǎng)度d1、第二諧振器長(zhǎng)度d2。
具體實(shí)施例方式
我們用印刷電路板(Printed Circuit Board)工藝實(shí)現(xiàn)了以上介紹的半模基片集成波導(dǎo)濾波器，其中心頻率為7.8GHz，相對(duì)帶寬為22％。用來(lái)構(gòu)成介質(zhì)集成波導(dǎo)金屬通孔的直徑為0.4m，通孔之間的間距為0.8mm，介質(zhì)基片的相對(duì)電介電常數(shù)為2.25，該濾波器的結(jié)構(gòu)包括介質(zhì)基底1、金屬貼片2、金屬通孔3、槽縫6)；在介質(zhì)基片1的表面設(shè)有金屬貼片2，該金屬貼片2的中部為矩形，兩邊為帶狀，分別連接輸入端5和輸出端6；在金屬貼片2的中部沿金屬貼片2中部的一邊設(shè)有一排金屬通孔3，另一邊設(shè)有槽縫6；兩個(gè)槽縫之間的一段半?；刹▽?dǎo)構(gòu)成一個(gè)四分之一波長(zhǎng)諧振器。
金屬通孔(3)的孔徑d＝0.2～0.8mm，孔距s＝0.4～1.6mm。微帶線寬度w＝1～2mm、阻抗變換器寬度tw＝2～3mm、阻抗變換器長(zhǎng)度tl＝10～20mm、半模基片集成波導(dǎo)寬度a＝7～7.6mm、第一槽縫寬度w1＝0.1～0.14mm、第二槽縫寬度w2＝0.3～0.5mm、第三槽縫寬度w3＝0.1～0.14mm、第一槽縫長(zhǎng)度l1＝4.5～5.5mm、第二槽縫長(zhǎng)度l2＝5～5.6mm、第三槽縫寬度l3＝4.5～5.5mm、第一諧振器長(zhǎng)度d1＝4.5～5.5mm、第二諧振器長(zhǎng)度d2＝4.5～5.5mm。
例如其參數(shù)如下表所示

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權(quán)利要求
1.一種半?；刹▽?dǎo)濾波器，其特征在于該濾波器包括介質(zhì)基底(1)、金屬貼片(2)、金屬通孔(3)、槽縫(4)；在介質(zhì)基片(1)的表面設(shè)有金屬貼片(2)，該金屬貼片(2)的中部為矩形，兩邊為帶狀并分別連接輸入端(5)和輸出端(6)；在金屬貼片(2)的中部沿金屬貼片(2)中部的一邊設(shè)有一排金屬通孔(3)，另一邊設(shè)有槽縫(6)；兩個(gè)槽縫之間的一段半?；刹▽?dǎo)構(gòu)成一個(gè)四分之一波長(zhǎng)諧振器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半?；刹▽?dǎo)濾波器，其特征在于金屬通孔(3)的孔徑d＝0.2～0.8mm，孔距s＝0.4～1.6mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半模基片集成波導(dǎo)濾波器，其特征在于金屬貼片(2)上的微帶線寬度w＝1～2mm、阻抗變換器寬度tw＝2～3mm、阻抗變換器長(zhǎng)度t1＝10～20mm、半?；刹▽?dǎo)寬度a＝7～7.6mm、第一槽縫寬度w1＝0.1～0.14mm、第二槽縫寬度w2＝0.3～0.5mm、第三槽縫寬度w3＝0.1～0.14mm、第一槽縫長(zhǎng)度11＝4.5～5.5mm、第二槽縫長(zhǎng)度12＝5～5.6mm、第三槽縫寬度13＝4.5～5.5mm、第一諧振器長(zhǎng)度d1＝4.5～5.5mm、第二諧振器長(zhǎng)度d2＝4.5～5.5mm。
全文摘要
半?；刹▽?dǎo)濾波器可以應(yīng)用于微波毫米波電路的設(shè)計(jì)，亦可用于微波毫米波集成電路的設(shè)計(jì)。該濾波器包括介質(zhì)基底(1)、金屬貼片(2)、金屬通孔(3)、槽縫(4)；在介質(zhì)基片(1)的表面設(shè)有金屬貼片(2)，該金屬貼片(2)的中部為矩形，兩邊為帶狀并分別連接輸入端(5)和輸出端(6)；在金屬貼片(2)的中部沿金屬貼片(2)中部的一邊設(shè)有一排金屬通孔(3)，另一邊設(shè)有槽縫(6)；兩個(gè)槽縫之間的一段半?；刹▽?dǎo)構(gòu)成一個(gè)四分之一波長(zhǎng)諧振器。這種半?；刹▽?dǎo)濾波器與微帶結(jié)構(gòu)相比較具有較高的Q值，較低的損耗。
文檔編號(hào)H01P1/207GK1925211SQ20061009637
公開(kāi)日2007年3月7日 申請(qǐng)日期2006年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月22日
發(fā)明者洪偉, 董元旦, 王元慶 申請(qǐng)人:東南大學(xué)