[發明專利]多層陶瓷基片集成波導濾波器

有效

• 申請號: 201210264060.5
• 申請日: 2012-07-27
• 公開（公告）號: CN102800906A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 徐自強;徐美娟;夏紅;廖家軒;尉旭波
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01P1/203
• 分類號: H01P1/203;H01P1/208
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

技術領域

本發明屬于微波毫米波技術領域，具體涉及基于低溫共燒陶瓷技術的多層基片集成波導濾波器。

背景技術

濾波器是系統整機中重要的無源元件之一，其性能直接影響了系統整體的選擇性、噪聲系數、增益和靈敏度等。金屬腔體濾波器通常具有低損耗、高Q值、選擇性好等優點，但其加工難度大、成本高、體積大，且與有源電路難以集成。基于基片集成波導技術的濾波器不僅具有與金屬波導濾波器近似的優良性能，而且易于加工與平面集成，目前得到了廣泛的研究和應用。隨著系統對電路體積和重量的要求進一步苛刻，對基片集成波導濾波器也提出了更高的要求。而傳統的單層平面基片集成波導濾波器已不能適應這一需求。

同時，由于頻譜資源的有限，現代通信系統對濾波器的選擇性要求也越來越高，這也要求濾波器在相同的階數下具備較多的傳輸零點。對于N階濾波器網絡，傳統拓撲結構最多只能產生N-2個有限傳輸零點，要增加傳輸零點的個數，只有進一步增加階數，但隨著階數的增加也會使得濾波器的體積增大。

而采用源/負載耦合技術，在源和負載之間添加直接耦合路徑，可以在N階網絡里產生N個傳輸零點，也就是說，要產生兩個傳輸零點，傳統濾波器拓撲結構至少需要4階諧振器，而引入源/負載耦合后，只需要兩階諧振腔就可以實現兩個傳輸零點。但要產生這兩個傳輸零點的前提是，源/負載和兩個諧振腔之間耦合中，需要有一個負（容性）耦合存在，但在傳統平面基片集成波導濾波器中，由于其單層平面的結構，相鄰諧振器之間的耦合一般只能實現正（感性）耦合，負耦合往往很難實現。雖然通過高階模的模式變換，即在相鄰的兩個諧振腔中，其中一個諧振腔采用高階諧振模式，可以實現負耦合，但高階模諧振腔的體積較基模諧振腔的體積要大大增加，非常不利于系統的小型化和輕量化的發展需求。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有的多層陶瓷基片集成波導濾波器尺寸過大的不足，提出了一種多層陶瓷基片集成波導濾波器。

本發明的技術方案是：多層陶瓷基片集成波導濾波器，該濾波器為具有兩個傳輸零點的二階帶通濾波器，其特征在于，包括從下往上依次層疊的第三金屬層、第二介質基板、第二金屬層、第一介質基板和第一金屬層，所述金屬化通孔陣列貫穿第一金屬層、第一介質基板和第二金屬層后在第一介質基板的兩端開口處形成第一輸入輸出端和第二輸入輸出端，所述第一輸入輸出端和呈帶狀的第一共面波導輸入輸出結構連接，所述第二輸入輸出端和呈帶狀的第二共面波導輸入輸出結構連接，在第一輸入輸出端與第二輸入輸出端共用腔壁（兩腔相鄰的位置）上設有第一感性耦合窗（該耦合窗為一開口）引入源負載耦合，所述第一共面波導輸入輸出結構和第二共面波導輸入輸出結構位于第一金屬層；金屬化通孔陣列貫穿第二介質基板、第二金屬層和第三金屬層后形成第一諧振腔和第二諧振腔，在第一諧振腔與第二諧振腔共用腔壁（兩腔相鄰的位置）上設有第二感性耦合窗引入感性耦合（該耦合窗為一開口）。

進一步的，在第一輸入輸出端與第一諧振腔之間的設有容性耦合窗引入容性耦合。

進一步的，在第二輸入輸出端與第二諧振腔兩側邊緣設有第三感性耦合窗引入感性耦合。

本發明的優點和有益效果：相比于傳統的基片集成波導濾波器，只需通過調整上層輸入輸出端和下層諧振腔之間耦合槽的位置和尺寸，就可以調整耦合性質和耦合強度，從而可以根據需要靈活傳輸零點的位置，同時其所占電路板面積減小一半以上，更適合于系統小型化和集成應用，該濾波器制作工藝簡單，與現有成熟的低溫共燒陶瓷工藝兼容，非常適合于批量化生產。

附圖說明

圖1為本發明的總體結構爆破示意圖。

圖2為本發明的總體結構的側視示意圖。

圖3為本發明的第一金屬層的平面結構的幾何參數示意圖。

圖4為本發明的第二金屬層的平面結構的幾何參數示意圖。

圖5為本發明的一個實施例的實測功能效果圖。

附圖標記說明：第一介質基板11、第二介質基板12、第一金屬層21、第二金屬層22、第三金屬層23、第一共面波導輸入輸出結構31、第二共面波導輸入輸出結構32、第一輸入輸出端41、第二輸入輸出端42、第一諧振腔51、第二諧振腔52、第一感性耦合窗61、第二感性耦合窗62、第三感性耦合窗63、容性耦合窗7、金屬化通孔陣列8。

具體實施方式