基于水平垂直交叉耦合的双层基片集成波导矩形腔滤波器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于水平垂直交叉耦合的双层基片集成波导矩形腔滤波器，包括从上往下堆叠的上层单元

【技术实现步骤摘要】
基于水平垂直交叉耦合的双层基片集成波导矩形腔滤波器


[0001]本专利技术涉及微波无源器件领域，特别是涉及一种基于水平垂直交叉耦合的双层基片集成波导矩形腔滤波器
。

技术介绍

[0002]随着现代通信技术的飞速发展，作为电路重要组成部分的滤波器也受到了人们广泛的关注
。
近十几年来出现的基片集成波导技术，让基片集成波导滤波器同时融合了传统的平面结构与非平面结构滤波器的长处，既具有高
Q
值
、
辐射损耗小
、
功率容量较大的优点，也容易与平面结构电路集成，加工成本较低
。
[0003]滤波器的选择性是衡量滤波器的重要指标之一
。
信号在传输或采集的过程中，会受到来自不同信源的干扰
。
不同信号的频率会相互交织甚至交叉重叠，会影响到信号的接收效果
、
降低通信信号质量
。
高选择性的滤波器能够帮助减少这些干扰的影响，从而提高系统的性能和可靠性
。
[0004]此外，目前引起广泛关注的
5G
微波毫米波通信系统，特别是大规模的
MIMO
系统，微波毫米波前端模块对电路的尺寸也提出了更高的要求
。
因此，需要研究同时具有高选择性及小型化优点的滤波器
。

技术实现思路

[0005]技术问题：本专利技术的目的是提出一种同时具有高选择性及小型化优点的基于水平垂直交叉耦合的双层基片集成波导矩形腔滤波器
。
[0006]技术方案：为达到此目的，本专利技术的基于水平垂直交叉耦合的双层基片集成波导矩形腔滤波器包括从上往下堆叠的上层单元
、
粘结层
、
下层单元；
[0007]上层单元包括上层单元的介质基片
、
位于上层单元的介质基片上表面的第一金属层
、
位于上层单元的介质基片下表面的第二金属层；第一金属层
、
第二金属层中设有相同的上层单元的金属化通孔阵列，该上层单元的金属化通孔阵列贯穿上层单元的介质基片连接第一金属层和第二金属层；在第一金属层的一端设有输入微带线
、
另一端设有输出微带线；
[0008]下层单元包括下层单元的介质基片
、
位于下层单元的介质基片上表面的第三金属层
、
位于下层单元的介质基片下表面的第四金属层；第三金属层
、
第四金属层中设有相同的下层单元的金属化通孔阵列，该下层单元的金属化通孔阵列贯穿下层单元的介质基片连接第三金属层和第四金属层
。
[0009]所述上层单元的金属化通孔阵列，其排列图形为两个相对的
E
字形，其两头为输入微带线
、
输出微带线，中间为耦合窗
。
[0010]第二金属层中设有第一耦合槽
、
第二耦合槽，其中，第一耦合槽有两个矩形槽位于两个相对的
E
字形内的一端，第二耦合槽有两个矩形槽位于两个相对的
E
字形内的另一端
。
[0011]上层单元的金属化通孔阵列的内部一侧
、
上金属层和下金属层构成上层单元的第一矩形谐振腔；上层单元的金属化通孔阵列的内部另一侧
、
上金属层和下金属层构成上层
单元的第三矩形谐振腔；上层单元的两侧分别通过第一矩形谐振腔一侧的共面波导和第三矩形谐振腔一侧的共面波导接入输入微带线和输出微带线
。
[0012]下层单元的金属化通孔阵列
、
第三金属层和第四金属层构成下层单元的第二矩形谐振腔
。
[0013]下层单元的第三金属层设有开有下层单元的金属化通孔阵列，该下层单元的金属化通孔阵列排列成矩形，在该矩形内的四个角分别设有一个第三耦合槽
。
[0014]第一矩形谐振腔与第二矩形谐振腔通过第一耦合槽和第三耦合槽形成垂直耦合，第二矩形谐振腔与第三矩形谐振腔通过第二耦合槽和第三耦合槽形成垂直耦合；第一矩形谐振腔和第三矩形谐振腔通过耦合窗形成水平耦合；垂直耦合路径为主耦合路径，水平耦合路径为交叉耦合路径，垂直耦合与水平耦合两种方式构成了滤波器的水平垂直交叉耦合结构
。
[0015]上层单元的第一耦合槽
、
第二耦合槽的面积相同；下层单元的第三耦合槽的面积分别大于上层单元的第一耦合槽或第二耦合槽的面积
。
[0016]第一耦合槽
、
第二耦合槽
、
第三耦合槽提供垂直耦合路径的磁耦合，通过调节耦合槽的面积，能控制垂直耦合路径的磁耦合量；耦合窗提供水平耦合路径的磁耦合，通过调节耦合窗口的大小，能控制水平耦合路径的磁耦合量
。
[0017]所述输入微带线和输出微带线均为
50
欧姆
。
[0018]有益效果：本专利技术公开了基于水平垂直交叉耦合的双层基片集成波导矩形腔滤波器，相对于传统的基片集成波导矩形腔滤波器，本滤波器通过垂直耦合与水平耦合形成的交叉耦合路径，在靠近通带附近的位置增加一个传输零点，提高滤波器的选择性
。
同时相对于传统的多阶基片集成波导滤波器，本专利技术在提升了滤波器选择性的情况下，通过垂直耦合结构减小了滤波器的尺寸，实现了小型化
。
此外，本专利技术的水平垂直交叉耦合结构可通过普通的多层
PCB
工艺实现，加工方便
。
附图说明
[0019]图1为本专利技术具体实施方式中滤波器的结构图；
[0020]图2为本专利技术具体实施方式中滤波器的频率响应仿真曲线图
。
[0021]图中有：输入微带线
1、
输出微带线
2、
第一金属层
3、
第二金属层
4、
第三金属层
5、
第四金属层
6、
上层单元的介质基片
7、
下层单元的介质基片
8、
粘结层
9、
上层单元的金属化通孔阵列
10、
下层单元的金属化通孔阵列
11、
耦合窗
12、
第一耦合槽
13、
第二耦合槽
14、
第三耦合槽
15、
第一矩形谐振腔
R1、
第二矩形谐振腔
R2、
第三矩形谐振腔
R3。
具体实施方式
[0022]下面结合具体实施方式和附图对本专利技术的技术方案作进一步的介绍
。
[0023]本具体实施方式公开了一种基于水平垂直交叉耦合的双层基片集成波导矩形腔滤波器，包括从上往下堆叠的上层单元
、
粘结层
、
下层单元，上层单元与下层单元通过粘结层9连接...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于水平垂直交叉耦合的双层基片集成波导矩形腔滤波器，其特征在于：包括从上往下堆叠的上层单元
、
粘结层
、
下层单元；上层单元包括上层单元的介质基片
(7)、
位于上层单元的介质基片
(7)
上表面的第一金属层
(3)、
位于上层单元的介质基片
(7)
下表面的第二金属层
(4)
；第一金属层
(3)、
第二金属层
(4)
中设有相同的上层单元的金属化通孔阵列
(10)
，该上层单元的金属化通孔阵列
(10)
贯穿上层单元的介质基片
(7)
连接第一金属层
(3)
和第二金属层
(4)
；在第一金属层
(3)
的一端设有输入微带线
(1)、
另一端设有输出微带线
(2)
；下层单元包括下层单元的介质基片
(8)、
位于下层单元的介质基片
(8)
上表面的第三金属层
(5)、
位于下层单元的介质基片
(8)
下表面的第四金属层
(6)
；第三金属层
(5)、
第四金属层
(6)
中设有相同的下层单元的金属化通孔阵列
(11)
，该下层单元的金属化通孔阵列
(11)
贯穿下层单元的介质基片
(8)
连接第三金属层
(5)
和第四金属层
(6)。2.
根据权利要求1所述的基于水平垂直交叉耦合的双层基片集成波导矩形腔滤波器，其特征在于：所述上层单元的金属化通孔阵列
(10)
，其排列图形为两个相对的
E
字形，其两头为输入微带线
(1)、
输出微带线
(2)
，中间为耦合窗
(12)。3.
根据权利要求1所述的基于水平垂直交叉耦合的双层基片集成波导矩形腔滤波器，其特征在于：第二金属层
(4)
中设有第一耦合槽
(13)、
第二耦合槽
(14)
，其中，第一耦合槽
(13)
有两个矩形槽位于两个相对的
E
字形内的一端，第二耦合槽
(14)
有两个矩形槽位于两个相对的
E
字形内的另一端
。4.
根据权利要求1所述的基于水平垂直交叉耦合的双层基片集成波导矩形腔滤波器，其特征在于：上层单元的金属化通孔阵列
(10)
的内部一侧
、
上金属层
(3)
和下金属层
(4)
构成上层单元的第一矩形谐振腔
(R1)
；上层单元的金属化通孔阵列
(10)
的内部另一侧
、
上金属层
(3)...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱晓维，仇璐，杨献龙，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：