[發明專利]基片集成波導加載介質諧振器濾波器

有效

• 申請號: 201310029824.7
• 申請日: 2013-01-25
• 公開（公告）號: CN103094646A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 張丁丁;周亮;吳林晟
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H01P1/20
• 分類號: H01P1/20;H01P7/10
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明涉及微波基片集成波導和介質諧振器濾波器技術領域，具體是一種基片集成波導加載介質諧振器濾波器。

背景技術

隨著無線系統的廣泛應用，頻譜資源的合理分配和有效利用發揮著重要的作用。帶通濾波器作為頻率分離的重要器件，其高性能、小型化一直是研究人員關注的熱點。

為了實現較低的插入損耗，需要利用具有較高的Q值的諧振腔。金屬波導諧振腔Q值高，但是體積較大；微帶諧振器由于其開放結構，輻射損耗較大；帶狀線Q值也較高，但是增加了加工難度；而介質諧振器具有較高的介電常數，極低的損耗，較高的溫度穩定性，是實現高性能濾波器的極好選擇。隨著陶瓷材料技術的進步，具有較低的溫度系數的介質諧振器可以實現，并伴隨著衛星通信技術的進步，介質諧振器濾波器引起更大的熱情和關注。

多模技術是實現介質諧振器濾波器的小型化的一種重要手段。多模技術，即利用諧振腔內相同的或者鄰近的多個諧振模式來實現濾波器。與傳統的單模濾波器相比，大大減小了濾波器的體積。林為干在《微波網絡》(《微波網絡》，作者林為干，國防工業出版社，1978年出版)中提出了一腔多模濾波器的原理和實現方法，探討了可用諧振模式的數量，模式之間的耦合以及輸入輸出結構的設計。Lin-Sheng?Wu在2009提出了一種在SIW腔中加載介質塊的濾波器(L.S.Wu，L.Zhou，W.Y.Yin，″Bandpass?Filter?Using?Integrated?Waveguide?Cavity?Loaded?With?Dielectric?Rod″，IEEE?Microwave?And?Wireless?Components?Letters，VOL.19，NO.8，Augst2009)，該濾波器在矩形SIW腔中心處嵌入高介電常數的棒狀介質塊，實現了小型化，低插損和較好的寄生抑制。

上述濾波器仍然存在插入損耗高、與其他平面電路結合困難等問題。

發明內容

本發明針對現有技術中存在的上述不足，提供了一種低插入損耗、平面型、小型化的基片集成波導加載介質諧振器濾波器，本發明將上、下、內表面涂覆金屬的三模圓環介質諧振器嵌入基片集成波導中，采用微帶線-共面波導-槽線的輸入激勵和輸出耦合機構，具有低插入損耗、易與其他平面電路結合的平面結構以及小型化的特點。

本發明是通過以下技術方案實現的。

一種基片集成波導加載介質諧振器濾波器，包括輸入激勵機構、輸出耦合機構、介質諧振器以及基片集成波導，其中，所述輸入激勵機構和輸出耦合機構分別由外部伸入到基片集成波導中，所述介質諧振器內嵌于基片集成波導的中心處。

所述基片集成波導包括：圓形介質基板以及設置在介質基板中心處且與介質諧振器在中心軸向上具有相同的尺寸的中心通孔，所述介質諧振器嵌入所述中心通孔中；所述介質基板上下面表涂覆銅層，所述介質基板的邊緣處沿圓周方向等間距排列一圈金屬化通孔，所述介質基板的邊緣處沿徑向設有凹槽，所述凹槽為兩個，所述輸入激勵機構和輸出耦合機構分別通過所述凹槽伸入基片集成波導中。

所述兩個凹槽的軸線延伸線之間的夾角為90度。

所述相鄰金屬化通孔之間的間距大于等于金屬化通孔的直徑。

所述介質諧振器為圓環形，所述介質諧振器的上表面、下表面以及內環表面均涂覆金屬層，所述基片集成波導包括圓形介質基板以及設置在介質基板中心處的中心通孔，所述介質諧振器嵌入所述中心通孔中，所述介質諧振器的上下表面與介質基板的上下表面處于同一水平面，所述介質諧振器與介質基板的接縫處涂覆導電材料層。

所述輸入激勵機構包括：輸入微帶線，所述基片集成波導包括圓形介質基板，所述介質基板的邊緣處沿徑向設有凹槽，所述輸入微帶線由所述凹槽伸入基片集成波導中，并與凹槽的槽壁形成共面波導；所述共面波導延伸至介質諧振器附近，并在共面波導的端部分開，形成兩條沿介質諧振器外圓周方向延伸的弧形槽線，其中一條弧形槽線末端彎折，形成第一彎折槽線；

所述輸出耦合機構包括：輸出微帶線，所述基片集成波導包括圓形介質基板，所述介質基板的邊緣處沿徑向設有凹槽，所述輸出微帶線由所述凹槽伸入基片集成波導中，并與凹槽的槽壁形成共面波導；所述共面波導延伸至介質諧振器附近，并在共面波導的端部分開，形成兩條沿介質諧振器外圓周方向延伸的弧形槽線，其中靠近第一彎折槽線的弧形槽線末端彎折，形成第二彎折槽線。

所述輸入微帶線和輸出微帶線電阻為50歐姆。

所述基片集成波導加載介質諧振器濾波器還包括板材介質，所述板材介質設置在基片集成波導的外部。