一種小型化基片集成波導(dǎo)高通濾波器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于毫米波波導(dǎo)濾波技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)及基于基片集成波導(dǎo)技術(shù)的小型化濾波 器。
【背景技術(shù)】
[0002] 毫米波在雷達(dá)通信、衛(wèi)星通信和導(dǎo)航等領(lǐng)域中有著越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，而濾波器 作為毫米波接收機(jī)的重要部件，也扮演著舉足輕重的角色，其濾波性能是影響接收機(jī)性能 的重要因素之一。
[0003] 為適應(yīng)電子及無(wú)線電通信等行業(yè)的迅速發(fā)展，微波毫米波系統(tǒng)正朝著小型化、高 性能、低成本等方面快速發(fā)展，毫米波濾波器作為毫米波系統(tǒng)的重要部件，也面臨著越來(lái)越 高的要求，如：更小的體積、更低的差損、帶外更高的抑制、更低的成本、更便捷的與系統(tǒng)集 成?；刹▽?dǎo)兼具波導(dǎo)和平面電路的優(yōu)勢(shì)，具有相對(duì)較高的Q值和易于集成的優(yōu)點(diǎn)?；?片集成波導(dǎo)通過(guò)基片上金屬化的過(guò)孔與上下金屬層連接，形成類似波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)形式。運(yùn)種 結(jié)構(gòu)形式繼承了波導(dǎo)和平面電路的優(yōu)勢(shì)，必定會(huì)在微波毫米波系統(tǒng)中扮演重要角色。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 要解決的技術(shù)問(wèn)題 陽(yáng)〇化]為了解決現(xiàn)有的濾波器體積大的問(wèn)題，本發(fā)明提出一種小型化基片集成波導(dǎo)高通 濾波器。
[0006] 技術(shù)方案
[0007] 一種小型化基片集成波導(dǎo)高通濾波器，其特征在于包括介質(zhì)基片、覆蓋于介質(zhì)基 片兩面的上金屬層和下金屬層、貫穿于介質(zhì)基片的多個(gè)金屬化過(guò)孔；上金屬層包括50歐姆 輸入微帶線、輸入微帶到基片集成波導(dǎo)過(guò)渡段、基片集成波導(dǎo)、輸出微帶到基片集成波導(dǎo) 過(guò)渡段和50歐姆輸出微帶線，金屬化過(guò)孔位于基片集成波導(dǎo)內(nèi)，下金屬層為金屬地；所述 的基片集成波導(dǎo)的寬邊Ws與矩形波導(dǎo)的寬邊WK的轉(zhuǎn)化公式如下： Wr 矣
[0008] 過(guò)兩-1p+每+兵-備 d備-各 「 1 |:=!.0198十、、,().3'化5 陽(yáng)009] \、;'_1醒 P 長(zhǎng)二-0.il83-'2729 柳…]W，-120,0 P
[0012] 其中，d為金屬過(guò)孔直徑，P為金屬過(guò)孔距離。
[0013] 所述的金屬化過(guò)孔為14個(gè)，過(guò)孔半徑為0. 3毫米。
[0014] 所述的介質(zhì)基片（5)為Rogers5880。
[0015] 有益效果
[0016] 本發(fā)明提出的一種小型化基片集成波導(dǎo)高通濾波器，具有體積小、成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單、方便與系統(tǒng)集成、低差損、高抑制度等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0017] 圖1基片集成波導(dǎo)高通濾波器頂視圖
[0018] 圖2基片集成波導(dǎo)濾波器底視圖
[0019] 圖3基片集成波導(dǎo)高通濾波器側(cè)視圖
[0020] 圖4基片集成波導(dǎo)高通濾波器S參數(shù)仿真曲線
【具體實(shí)施方式】
[0021] 現(xiàn)結(jié)合實(shí)施例、附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述：
[0022] 小型化基片集成高通濾波器的組成包括覆蓋于介質(zhì)層上、下表面的金屬層和連接 上下兩層銅錐的金屬化過(guò)孔。其中金屬化過(guò)孔垂直于上、下金屬層面，并與介質(zhì)層一起組成 類似波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)，通過(guò)波導(dǎo)到微帶過(guò)渡接入微波毫米波電路系統(tǒng)，如圖1、圖2、圖3所示。
[0023] 一種基片集成波導(dǎo)濾波器包括：一片介質(zhì)基片，在運(yùn)里使用Rogers5880,見(jiàn)圖1、 圖3中5所示，覆蓋于基片上、下的金屬層，如圖1、2、3中，3、6所示，貫穿于頂?shù)讓拥慕饘?化過(guò)孔，如圖1、圖2、圖3中，4所示。圖1中1為50歐姆帶線，2為微帶到基片集成波導(dǎo)過(guò) 渡。
[0024] 在毫米波變頻單元中，經(jīng)常會(huì)遇到需要將X波段通過(guò)上變頻，變化到Ka頻段輸出 的情況，在輸出端X波段是不需要的信號(hào)，必須濾除。使用MEMS濾波器雖然可W濾除X波 段信號(hào)，但是除了需要付出高昂的成本，還需要復(fù)雜的微組裝裝配工藝配合。使用傳統(tǒng)的波 導(dǎo)濾波器不僅體積大，要求結(jié)構(gòu)加工精度高，而且使得整個(gè)系統(tǒng)裝配變得更加復(fù)雜，降低了 整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。使用傳統(tǒng)的微帶線濾波器，雖然裝配簡(jiǎn)單，但是卻需要較大的空間，與 系統(tǒng)小型化設(shè)計(jì)要求違背。
[00巧]根據(jù)W上分析運(yùn)里設(shè)計(jì)一款小型化毫米波高通濾波器，設(shè)計(jì)指標(biāo)：通帶范圍： 30細(xì)Z-35細(xì)Z;阻帶范圍：2細(xì)Z-IO細(xì)Z;沿信號(hào)傳輸方向尺寸：3mm;插入損耗：《0. 5地；頻 率抑制度：> 30地。
[00%] 本發(fā)明采用如下方法確定基片集成波導(dǎo)濾波器寬邊初始長(zhǎng)度。
[0027] 假設(shè)Wk為矩形波導(dǎo)的寬邊，Ws為基片集成波導(dǎo)的寬邊（對(duì)應(yīng)圖中為兩個(gè)金屬化過(guò) 孔之間的橫向距離），d為金屬通孔直徑，P為金屬通孔距離，基片集成波導(dǎo)和傳統(tǒng)矩形波導(dǎo) 的對(duì)應(yīng)關(guān)系可W用W下公式表示：
[0032] 使用電磁仿真軟件對(duì)Ws初始長(zhǎng)度進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，最終得到如圖4所示結(jié)果。
[0033] 由仿真結(jié)果可W看出，在通帶范圍內(nèi)插入損耗< 0. 5地，在阻帶范圍內(nèi)頻率抑制度 > 30地，經(jīng)測(cè)試濾波器沿傳輸線長(zhǎng)度等于3mm，由此可W看出：本專利所提出的設(shè)計(jì)方案具 有：體積小、成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、方便與系統(tǒng)集成、低差損、高抑制度。
[0034] 本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到，運(yùn)里所述的實(shí)施例是為了幫助讀者理解本發(fā) 明的原理，應(yīng)被理解為本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于運(yùn)樣的特別陳述和實(shí)施例。本領(lǐng)域的 普通技術(shù)人員可W根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的運(yùn)些技術(shù)啟發(fā)做出各種不脫離本發(fā)明實(shí)質(zhì)的其他變 形和組合，運(yùn)些變形和組合仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種小型化基片集成波導(dǎo)高通濾波器，其特征在于包括介質(zhì)基片（5)、覆蓋于介質(zhì) 基片（5)兩面的上金屬層（3)和下金屬層（6)、貫穿于介質(zhì)基片的多個(gè)金屬化過(guò)孔（4);上 金屬層（3)包括50歐姆輸入微帶線、輸入微帶到基片集成波導(dǎo)過(guò)渡段、基片集成波導(dǎo)、基片 集成波導(dǎo)到輸出微帶過(guò)渡段和50歐姆輸出微帶線，金屬化過(guò)孔（4)位于基片集成波導(dǎo)內(nèi)， 下金屬層（6)為金屬地；所述的基片集成波導(dǎo)的寬邊W s與矩形波導(dǎo)的寬邊Wr的轉(zhuǎn)化公式如 下：其中，d為金屬過(guò)孔直徑，p為金屬過(guò)孔距離。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型化基片集成波導(dǎo)高通濾波器，其特征在于所述的金 屬化過(guò)孔（4)為14個(gè)，過(guò)孔半徑為0. 3毫米。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型化基片集成波導(dǎo)高通濾波器，其特征在于所述的介 質(zhì)基片（5)為 Rogers5880。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種小型化基片集成波導(dǎo)高通濾波器，包括覆蓋于介質(zhì)層上、下表面的金屬層和連接上下兩層銅箔的金屬化過(guò)孔。其中金屬化過(guò)孔垂直于上、下金屬層面，并與介質(zhì)層一起組成類似波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)，通過(guò)波導(dǎo)到微帶過(guò)渡接入微波毫米波電路系統(tǒng)。具有體積小、成本低、方便與系統(tǒng)集成、低差損、高抑制度等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】H01P1/203, H01P1/20
【公開(kāi)號(hào)】CN105428760
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510963249
【發(fā)明人】趙宇博, 范力思, 荀民, 姚瑋
【申請(qǐng)人】西安電子工程研究所
【公開(kāi)日】2016年3月23日
【申請(qǐng)日】2015年12月20日