基于三角形基片集成諧振器的帶通濾波器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于毫米波技術領域，特別涉及了基于三角形基片集成諧振器的帶通濾波器。
【背景技術】
[0002]現代無線通信中，微波頻段通信系統業務繁多，頻率資源極為緊張，未來通信技術向著更高頻段一毫米波方向發展。濾波器作為用于分離信號的部分，是無線通信系統中關鍵部分之一。三角形基片集成諧振器所具有的高品質因數、低插入損耗、結構緊湊、大功率容量等特點，在現代通信中有著廣泛的應用。而隨著頻率范圍的不斷提高，毫米波器件的尺寸將會不斷的縮小。當毫米波器件的設計尺寸縮小到一點程度時，由于工業加工技術的局限性，將無法精確加工。如何提高濾波器的頻率范圍，且現在工業加工技術能夠精確加工，成為該領域日益需要解決的問題。
【發明內容】
[0003]為了解決上述【背景技術】提出的技術問題，本發明旨在提供基于三角形基片集成諧振器的帶通濾波器，解決了濾波器頻率范圍增大與工業加工變難之間的矛盾。
[0004]為了實現上述技術目的，本發明的技術方案為:
[0005]基于三角形基片集成諧振器的帶通濾波器，包括第一諧振腔、第二諧振腔、第三諧振腔、第一微帶線和第二微帶線；所述第一、第二、第三諧振腔均包括由上至下依次平行的頂層金屬層、介質基片和底層金屬層，所述頂層金屬層、介質基片和底層金屬層為相互全等且鈍角為120°的鈍角等腰三角形，所述介質基片上排布有平行于介質基片三條邊沿的三列金屬化通孔，所述第一諧振腔和第二諧振腔介質基片上三列金屬化通孔圍成的三角形面積相等，第三諧振器介質基片上三列金屬化通孔圍成的三角形面積小于其他兩腔介質基片上三列金屬化通孔圍成的三角形；所述第一、第二、第三諧振腔分別以其鈍角所在兩側面為耦合面，兩兩耦合形成一個等邊三角形諧振腔，且第一、第二諧振腔之間為交叉耦合，第一、第三諧振腔以及第二、第三諧振腔之間為內部耦合，任意兩諧振腔耦合后共用的三列金屬化通孔在靠近等邊三角形諧振腔的中心處均留有作為磁耦合窗口的空隙；所述第一微帶線與等邊三角形諧振腔的邊界中屬于第一諧振腔邊界的中點相連，第二微帶線與等邊三角形諧振腔的邊界中屬于第二諧振腔邊界的中點相連，且第一、第二微帶線與等邊三角形諧振腔的相連處無金屬化通孔。
[0006]其中，上述第一、第二微帶線與等邊三角形諧振腔相連處開有細槽。
[0007]其中，上述第一微帶線的阻抗為50歐姆。
[0008]其中，上述第二微帶線的阻抗為50歐姆。
[0009]其中，上述帶通濾波器為鏡面對稱結構。
[0010]采用上述技術方案帶來的有益效果:
[0011](I)本發明利用三角形基片集成濾波器第一、三腔，第三、二腔之間的兩兩內部耦合，使諧振器變成濾波器，提升了濾波范圍，并且通帶帶寬大；
[0012](2)本發明利用三角形基片集成濾波器第一、二腔之間的交叉耦合，使信號在傳輸中形成零點，有效抑制了帶外損耗，提升了濾波性能；
[0013](3)本發明主要結構就是等邊三角形基片集成濾波器，由三個簡單三角形諧振腔構成，結構簡單緊湊，易于工業加工。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發明基本單元諧振腔的三維立體圖；
[0015]圖2是本發明帶通濾波器的結構示意圖；
[0016]圖3是本發明帶通濾波器的S參數仿真波形圖。
[0017]標號說明:1、頂層金屬層；2、介質基片；3、底層金屬層；4、金屬化通孔；
[0018]5、第一微帶線；6、第二微帶線；7、磁耦合窗口
【具體實施方式】
[0019]以下將結合附圖，對本發明的技術方案進行詳細說明。
[0020]基于三角形基片集成諧振器的帶通濾波器，包括第一諧振腔、第二諧振腔、第三諧振腔、第一微帶線5和第二微帶線6。所述第一、第二、第三諧振腔均包括由上至下依次平行的頂層金屬層1、介質基片2和底層金屬層3，所述頂層金屬層、介質基片和底層金屬層為相互全等且鈍角為120°的鈍角等腰三角形，所述介質基片上排布有平行于介質基片三條邊沿的三列金屬化通孔4，所述第一諧振腔和第二諧振腔介質基片上三列金屬化通孔圍成的三角形面積相等，第三諧振器介質基片上三列金屬化通孔圍成的三角形面積小于其他兩腔介質基片上三列金屬化通孔圍成的三角形。第一、第二、第三諧振腔的結構如圖1所示。
[0021]第一、第二、第三諧振腔分別以其鈍角所在兩側面為耦合面，兩兩耦合形成一個等邊三角形諧振腔，且第一、第二諧振腔之間為交叉耦合，第一、第三諧振腔以及第二、第三諧振腔之間為內部耦合，任意兩諧振腔耦合后共用的三列金屬化通孔在靠近等邊三角形諧振腔的中心處均留有作為磁耦合窗口 7的空隙。所述第一微帶線與等邊三角形諧振腔的邊界中屬于第一諧振腔邊界的中點相連，第二微帶線與等邊三角形諧振腔的邊界中屬于第二諧振腔邊界的中點相連，且第一、第二微帶線與等邊三角形諧振腔的相連處無金屬化通孔。基于三角形基片集成諧振器的帶通濾波器的結構如圖2所示。
[0022]在本實施例中，第一、第二微帶線與等邊三角形諧振腔相連處開有細槽。
[0023]在本實施例中，第一、第二微帶線的阻抗均為50歐姆。
[0024]在本實施例中，帶通濾波器為鏡面對稱結構。
[0025]三個諧振腔相互內部耦合產生通帶，交叉耦合產生傳輸零點。如圖3所示帶通濾波器的S參數仿真波形圖(橫坐標為頻率，單位:吉赫茲，縱坐標為S參數，單位:分貝)，實線(S21)和虛線(Sll)分別表示電磁波反射系數與頻率的關系、電磁波傳輸系數與頻率的關系，在高頻處產生傳輸零點，證明了帶通濾波器的性能。
[0026]由圖3可知，帶通濾波器的中心頻率為13.35GHz，相對帶寬為8.99%，帶內插入損耗為1.2dB左右，回波損耗大于15dB，傳輸零點在-30dB以下，說明該濾波器性能良好。
[0027]以上實施例僅為說明本發明的技術思想，不能以此限定本發明的保護范圍，凡是按照本發明提出的技術思想，在技術方案基礎上所做的任何改動，均落入本發明保護范圍之內。
【主權項】
1.基于三角形基片集成諧振器的帶通濾波器，其特征在于:包括第一諧振腔、第二諧振腔、第三諧振腔、第一微帶線和第二微帶線；所述第一、第二、第三諧振腔均包括由上至下依次平行的頂層金屬層、介質基片和底層金屬層，所述頂層金屬層、介質基片和底層金屬層為相互全等且鈍角為120°的鈍角等腰三角形，所述介質基片上排布有平行于介質基片三條邊沿的三列金屬化通孔，所述第一諧振腔和第二諧振腔介質基片上三列金屬化通孔圍成的三角形面積相等，第三諧振器介質基片上三列金屬化通孔圍成的三角形面積小于其他兩腔介質基片上三列金屬化通孔圍成的三角形；所述第一、第二、第三諧振腔分別以其鈍角所在兩側面為耦合面，兩兩耦合形成一個等邊三角形諧振腔，且第一、第二諧振腔之間為交叉耦合，第一、第三諧振腔以及第二、第三諧振腔之間為內部耦合，任意兩諧振腔耦合后共用的三列金屬化通孔在靠近等邊三角形諧振腔的中心處均留有作為磁耦合窗口的空隙；所述第一微帶線與等邊三角形諧振腔的邊界中屬于第一諧振腔邊界的中點相連，第二微帶線與等邊三角形諧振腔的邊界中屬于第二諧振腔邊界的中點相連，且第一、第二微帶線與等邊三角形諧振腔的相連處無金屬化通孔。2.根據權利要求1所述基于三角形基片集成諧振器的帶通濾波器，其特征在于:所述第一、第二微帶線與等邊三角形諧振腔相連處開有細槽。3.根據權利要求1所述基于三角形基片集成諧振器的帶通濾波器，其特征在于:所述第一微帶線的阻抗為50歐姆。4.根據權利要求1所述基于三角形基片集成諧振器的帶通濾波器，其特征在于:所述第二微帶線的阻抗為50歐姆。5.根據權利要求1所述基于三角形基片集成諧振器的帶通濾波器，其特征在于:所述帶通濾波器為鏡面對稱結構。
【專利摘要】本發明公開了基于三角形基片集成諧振器的帶通濾波器，包括第一諧振腔、第二諧振腔、第三諧振腔、第一微帶線和第二微帶線，第一、第二、第三諧振腔均包括由上至下依次平行的頂層金屬層、介質基片和底層金屬層，頂層金屬層、介質基片和底層金屬層為相互全等且鈍角為120°的鈍角等腰三角形，介質基片上排布有平行于介質基片三條邊沿的金屬化通孔，第一、第二、第三諧振腔分別以其鈍角所在兩側面為耦合面，兩兩耦合形成一個等邊三角形諧振腔，第一微帶線與等邊三角形諧振腔的邊界中屬于第一諧振腔邊界的中點相連，第二微帶線與等邊三角形諧振腔的邊界中屬于第二諧振腔邊界的中點相連。本發明解決了濾波器頻率范圍增大與工業加工變難之間的矛盾。
【IPC分類】H01P1/208
【公開號】CN105119032
【申請號】CN201510532044
【發明人】許鋒, 裘姝潔
【申請人】南京郵電大學
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年8月26日