一種加載矩形金屬體的消失模基片集成波導帶通濾波器的製造方法
2023-12-12 23:38:47 1
一種加載矩形金屬體的消失模基片集成波導帶通濾波器的製造方法
【專利摘要】一種加載矩形金屬體的消失模基片集成波導帶通濾波器，它涉及一種消失模基片集成波導帶通濾波器，具體涉及一種加載矩形金屬體的消失模基片集成波導帶通濾波器。本發明為了解決普通的基片集成波導帶通濾波器的工作頻率很高，相對帶寬很窄，無法應用於移動通信系統中的問題。本發明包括第一金屬印刷層、介質基板、第二金屬印刷層和兩個平衡微帶線，介質基板為工字形板體，第一金屬印刷層、介質基板、第二金屬印刷層由上至下依次設置，兩個平衡微帶線印刷在介質基板的上表面上。本發明用於無線通信領域。
【專利說明】一種加載矩形金屬體的消失模基片集成波導帶通濾波器
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種消失模基片集成波導帶通濾波器，具體涉及一種加載矩形金屬體 的消失模基片集成波導帶通濾波器，屬於無線通信領域。
【背景技術】
[0002] 介質集成波導是一種在介質基片上實現類似於金屬矩形波導傳輸特性的波導結 構，由於該結構具有低輻射、低插損、小型化、易於集成等優點，成為研究的熱點，也被廣泛 應用與濾波器的設計。藉助於印刷電路工藝，基於介質集成波導的濾波器的低成本批量生 產成為可能。但是，普通的基片集成波導帶通濾波器的工作頻率很高，相對帶寬很窄，這制 約了其在移動通信系統中的發展。
【發明內容】
[0003] 本發明為解決普通的基片集成波導帶通濾波器的工作頻率很高，相對帶寬很窄， 無法應用於移動通信系統中的問題，進而提出一種加載矩形金屬體的消失模基片集成波導 帶通濾波器。
[0004] 本發明為解決上述問題採取的技術方案是：本發明包括第一金屬印刷層、介質基 板、第二金屬印刷層和兩個平衡微帶線，介質基板為工字形板體，第一金屬印刷層、介質基 板、第二金屬印刷層由上至下依次設置，兩個平衡微帶線印刷在介質基板的上表面上，且兩 個平衡微帶線位於第一金屬印刷層的兩端，每個平衡微帶線的一端與介質基板相對應一端 邊緣的中部連接，每個平衡微帶線的另一端與第一金屬印刷層相對應一端的中部連接，第 一金屬印刷層每一側沿其邊緣開有若干個金屬化過孔，且每個金屬化過孔由上至下依次穿 過第一金屬印刷層、介質基板、第二金屬印刷層，介質基板上表面的中部和下表面的中部由 介質基板的一端至另一端均依次嵌裝有第一矩形金屬體、第二矩形金屬體、第三矩形金屬 體、第四矩形金屬體、第五矩形金屬體、第六矩形金屬體。
[0005] 本發明的技術效果是：仿真與實驗結果表明，本發明的工作頻帶覆蓋1.8? 2. 6GHz，相對帶寬能達到36. 4%以上。該濾波器為印刷型結構，具有剖面低、重量輕、易於集 成、帶寬較寬的特點，可以廣泛應用在第四代移動通信系統中。仿真結果表明，本發明的通 帶為1. 8?2. 6GHz，相對帶寬達到36. 4%。根據仿真結果，製作了濾波器實物，測試結果顯 示，濾波器的帶寬為1. 76?2. 61GHz，相對帶寬達到38. 9%。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0006] 圖1是本發明的主視圖，圖2是圖1的俯視圖，圖3是圖1的仰視圖，圖4是本發 明的S參數仿真結果示意圖，圖5是本發明的S參數測試結果示意圖。
【具體實施方式】
[0007]
【具體實施方式】一：結合圖1至圖5說明本實施方式，本實施方式所述一種加載矩形 金屬體的消失模基片集成波導帶通濾波器包括第一金屬印刷層1、介質基板2、第二金屬印 刷層3和兩個平衡微帶線4,介質基板2為工字形板體，第一金屬印刷層1、介質基板2、第二 金屬印刷層3由上至下依次設置，兩個平衡微帶線4印刷在介質基板2的上表面上，且兩個 平衡微帶線4位於第一金屬印刷層1的兩端，每個平衡微帶線4的一端與介質基板2相對 應一端邊緣的中部連接，每個平衡微帶線4的另一端與第一金屬印刷層1相對應一端的中 部連接，第一金屬印刷層1每一側沿其邊緣開有若干個金屬化過孔5,且每個金屬化過孔5 由上至下依次穿過第一金屬印刷層1、介質基板2、第二金屬印刷層3,介質基板2上表面的 中部和下表面的中部由介質基板2的一端至另一端均依次嵌裝有第一矩形金屬體6、第二 矩形金屬體7、第三矩形金屬體8、第四矩形金屬體9、第五矩形金屬體10、第六矩形金屬體 11。
[0008] 本實施方式中介質基板2的兩端分別各與一個同軸接頭連接。
【具體實施方式】 [0009] 二：結合圖1至圖3說明本實施方式，本實施方式所述一種加載矩 形金屬體的消失模基片集成波導帶通濾波器的每個平衡微帶線4有長方形段4-1和梯形段 4-2組成，長方形段4-1的一端與介質基板2相對應一端邊緣的中部連接，長方形段4-1的 另一端與梯形段4-2的短底邊連接，梯形段4-2的長底邊與第一金屬印刷層1相對應一端 的中部連接。
[0010] 本實施方式的技術效果是：如此設置，可以使饋電線為漸變線形式，從而減少電磁 能量反射，提高阻抗匹配程度。其它組成及連接關係與【具體實施方式】一相同。
【具體實施方式】 [0011] 三：結合圖1至圖3說明本實施方式，本實施方式所述一種加載矩形 金屬體的消失模基片集成波導帶通濾波器的介質基板2的厚度為4. 5_，介質基板2的寬 度為46_，介質基板2兩側長條形缺口的長度L1為125_，介質基板2的相對介電常數為 4. 4。
[0012] 本實施方式的技術效果是：如此設置，可以使濾波器工作在移動通信頻段。其它組 成及連接關係與【具體實施方式】一相同。
【具體實施方式】 [0013] 四：結合圖1至圖3說明本實施方式，本實施方式所述一種加載矩形 金屬體的消失模基片集成波導帶通濾波器的第一金屬印刷層1為工字形薄板，第一金屬印 刷層1的厚度為0. 018mm?0. 035mm，第一金屬印刷層1的中部長度為125mm,第一金屬印 刷層1的中部寬度為35mm,第一金屬印刷層1每個端部1-1的長度L2為46mm,第一金屬印 刷層1每個端部的寬度W1為18. 5mm,第二金屬印刷層3的長度為192mm,第二金屬印刷層 3的寬度為46mm,第二金屬印刷層3的厚度為0· 018mm?0· 035mm。
[0014] 本實施方式的技術效果是：如此設置，可以形成消失模工作方式，並減輕金屬的重 量。其它組成及連接關係與【具體實施方式】一相同。
【具體實施方式】 [0015] 五：結合圖1至圖3說明本實施方式，本實施方式所述一種加載矩 形金屬體的消失模基片集成波導帶通濾波器的每個平衡微帶線4的長方形段4-1的長度為 10mm，每個平衡微帶線4的長方形段4-1的寬度為9mm，每個平衡微帶線4的梯形段4-2的 短底邊的長度為9mm，每個平衡微帶線4的梯形段4-2的長底邊的長度為30mm，每個平衡微 帶線4的梯形段4-2的高為5mm。
[0016] 本實施方式的技術效果是：如此設置，可以實現較好的饋線漸變形式及饋電埠 匹配程度。其它組成及連接關係與【具體實施方式】二相同。
【具體實施方式】 [0017] 六：結合圖1至圖3說明本實施方式，本實施方式所述一種加載矩形 金屬體的消失模基片集成波導帶通濾波器的每個金屬化過孔5的直徑為0. 6_，相鄰兩個 金屬化過孔5之間的中心距為1mm。
[0018] 本實施方式的技術效果是：如此設置，可以有效屏蔽波導內部的電磁能量並能增 強波導的機械強度。其它組成及連接關係與【具體實施方式】一相同。
【具體實施方式】 [0019] 七：結合圖1至圖3說明本實施方式，本實施方式所述一種加載矩形 金屬體的消失模基片集成波導帶通濾波器的第一矩形金屬體6和第六矩形金屬體11的長 度均為6_，第一矩形金屬體6和第六矩形金屬體11的寬度均為8_，第二矩形金屬體7和 第五矩形金屬體10的長度均為6mm，第二矩形金屬體7和第五矩形金屬體10的寬度均為 10mm,第三矩形金屬體8和第四矩形金屬體9的長度均為6mm，第三矩形金屬體8和第四矩 形金屬體9的寬度均為10_，第一矩形金屬體6、第二矩形金屬體7、第三矩形金屬體8、第 四矩形金屬體9、第五矩形金屬體10、第六矩形金屬體11的深度h均為1. 5mm。
[0020] 本實施方式的技術效果是：如此設置，可以使加載的矩形金屬體能夠在指定的頻 率範圍內等效為所需要的電容元件，結合其他參數實現帶通濾波器特性。其它組成及連接 關係與【具體實施方式】一相同。
【具體實施方式】 [0021] 八：結合圖1至圖3說明本實施方式，本實施方式所述一種加載矩形 金屬體的消失模基片集成波導帶通濾波器的第一矩形金屬體6與第二矩形金屬體7之間的 距離dl為12mm，第二矩形金屬體7與第三矩形金屬體8之間的距離d2為15mm，第三矩形 金屬體8與第四矩形金屬體9之間的距離d3為15mm，第四矩形金屬體9與第五矩形金屬 體10之間的距離d4為15mm，第五矩形金屬體10與第六矩形金屬體11之間的距離d5為 12mm〇
[0022] 本實施方式的技術效果是：如此設置，可以使加載的矩形金屬體之間的波導能夠 在指定的頻率範圍內等效為所需要的電感元件網絡，結合其他參數實現帶通濾波器特性其 它組成及連接關係與【具體實施方式】一相同。
[0023] 工作原理
[0024] 本發明消失模基片集成波導濾波器的寬帶帶通特性主要是通過在消失模基片集 成波導上加載矩形金屬體來實現，消失模基片集成波導在一定頻率範圍內可以等效為電感 網絡；而加載矩形金屬體結構在一定頻率範圍內可以等效為電容，因此，兩者的結合將會產 生帶通特性。
【權利要求】
1. 一種加載矩形金屬體的消失模基片集成波導帶通濾波器，其特徵在於：所述一種加 載矩形金屬體的消失模基片集成波導帶通濾波器包括第一金屬印刷層（1)、介質基板（2)、 第二金屬印刷層（3)和兩個平衡微帶線（4)，介質基板（2)為工字形板體，第一金屬印刷層 (1)、介質基板（2)、第二金屬印刷層（3)由上至下依次設置，兩個平衡微帶線（4)印刷在介 質基板（2)的上表面上，且兩個平衡微帶線（4)位於第一金屬印刷層（1)的兩端，每個平 衡微帶線（4)的一端與介質基板（2)相對應一端邊緣的中部連接，每個平衡微帶線（4)的 另一端與第一金屬印刷層（1)相對應一端的中部連接，第一金屬印刷層（1)每一側沿其邊 緣開有若干個金屬化過孔（5)，且每個金屬化過孔（5)由上至下依次穿過第一金屬印刷層 (1)、介質基板（2)、第二金屬印刷層（3)，介質基板（2)上表面的中部和下表面的中部由介 質基板（2)的一端至另一端均依次嵌裝有第一矩形金屬體（6)、第二矩形金屬體（7)、第三 矩形金屬體（8)、第四矩形金屬體（9)、第五矩形金屬體（10)、第六矩形金屬體（11)。
2. 根據權利要求1所述一種加載矩形金屬體的消失模基片集成波導帶通濾波器，其特 徵在於：每個平衡微帶線（4)有長方形段（4-1)和梯形段（4-2)組成，長方形段（4-1)的一 端與介質基板（2)相對應一端邊緣的中部連接，長方形段（4-1)的另一端與梯形段（4-2) 的短底邊連接，梯形段（4-2)的長底邊與第一金屬印刷層（1)相對應一端的中部連接。
3. 根據權利要求1所述一種加載矩形金屬體的消失模基片集成波導帶通濾波器，其特 徵在於：介質基板⑵的厚度為4. 5mm，介質基板⑵的寬度為46mm，介質基板⑵兩側長 條形缺口的長度（L1)為125mm，介質基板（2)的相對介電常數為4. 4。
4. 根據權利要求1所述一種加載矩形金屬體的消失模基片集成波導帶通濾波器，其 特徵在於：第一金屬印刷層（1)為工字形薄板，第一金屬印刷層（1)的厚度為0.018mm? 0.035mm，第一金屬印刷層（1)的中部長度為125mm，第一金屬印刷層（1)的中部寬度為 35mm。，第一金屬印刷層（1)每個端部（1-1)的長度（L2)為46mm，第一金屬印刷層（1)每個 端部的寬度（W1)為18. 5mm，第二金屬印刷層（3)的長度為192mm，第二金屬印刷層（3)的 寬度為46mm，第二金屬印刷層⑶的厚度為0· 018mm?0· 035mm。
5. 根據權利要求2所述一種加載矩形金屬體的消失模基片集成波導帶通濾波器，其特 徵在於：每個平衡微帶線（4)的長方形段（4-1)的長度為10mm，每個平衡微帶線（4)的長 方形段（4-1)的寬度為9_，每個平衡微帶線（4)的梯形段（4-2)的短底邊的長度為9_， 每個平衡微帶線（4)的梯形段（4-2)的長底邊的長度為30mm，每個平衡微帶線（4)的梯形 段（4_ 2)的高為5臟。
6. 根據權利要求1所述一種加載矩形金屬體的消失模基片集成波導帶通濾波器，其特 徵在於：每個金屬化過孔（5)的直徑為0.6_，相鄰兩個金屬化過孔（5)之間的中心距為 1mm η
7. 根據權利要求1所述一種加載矩形金屬體的消失模基片集成波導帶通濾波器，其特 徵在於：第一矩形金屬體（6)和第六矩形金屬體（11)的長度均為6mm，第一矩形金屬體（6) 和第六矩形金屬體（11)的寬度均為8mm，第二矩形金屬體（7)和第五矩形金屬體（10)的長 度均為6mm，第二矩形金屬體（7)和第五矩形金屬體（10)的寬度均為10mm，第三矩形金屬 體（8)和第四矩形金屬體（9)的長度均為6mm，第三矩形金屬體（8)和第四矩形金屬體（9) 的寬度均為1〇_，第一矩形金屬體（6)、第二矩形金屬體（7)、第三矩形金屬體（8)、第四矩 形金屬體（9)、第五矩形金屬體（10)、第六矩形金屬體（11)的深度（h)均為1.5mm。
8.根據權利要求1所述一種加載矩形金屬體的消失模基片集成波導帶通濾波器，其特 徵在於：第一矩形金屬體（6)與第二矩形金屬體（7)之間的距離（dl)為12mm，第二矩形金 屬體（7)與第三矩形金屬體（8)之間的距離（d2)為15mm，第三矩形金屬體（8)與第四矩形 金屬體（9)之間的距離（d3)為15mm，第四矩形金屬體（9)與第五矩形金屬體（10)之間的 距離（d4)為15mm，第五矩形金屬體（10)與第六矩形金屬體（11)之間的距離（d5)為12mm。
【文檔編號】H01P1/203GK104157937SQ201410397431
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月13日 優先權日:2014年8月13日
【發明者】林澍, 羅曉, 趙志華, 劉冠君, 王立娜, 耿姝 申請人:哈爾濱工業大學