[發明專利]一種加載PIN管的基片集成波導可調濾波器

有效

• 申請號: 201410473521.9
• 申請日: 2014-09-16
• 公開（公告）號: CN104241738B
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 林先其;程飛;江源;于家偉;聶麗英;張瑾;宋開軍;樊勇
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01P1/20
• 分類號: H01P1/20;H01P1/208
• 代理公司: 成都科奧專利事務所(普通合伙)51101
• 代理人: 王蔚

技術領域

本發明屬于微波毫米波器件技術領域，尤其涉及微波毫米波器件中的加載PIN管的基片集成波導可調濾波器。

背景技術

早期的無線通信系統通常工作在一個某一固定頻段內，但是，近年來隨著移動通信，無線局域網的快速發展，人們對于無線數據交換的需求激增，通信頻段日益擁擠，現代通信系統的發展趨勢是設計出對于各種新興應用的高度靈活的下一代多用途射頻收發機。而能自適應選擇工作頻段的微波可調濾波器屬于該收發系統的核心器件。可調濾波器位于接收機前端，能提高頻譜資源的利用率，用來抑制干擾信號，或是放寬對振蕩器的相位噪聲和動態范圍要求。而在軟件無線電系統中，可調濾波器則用來取代數量龐大的濾波器組，減小系統的面積，增加系統的靈活性。

可調濾波器通常是通過加載調諧元件來實現的，例如，半導體PIN管和變容二極管，射頻微機電系統(MEMS)。這類調諧元件很容易被集成進無源濾波器結構中，并且其調諧電壓相對較低，調諧速度快，因此被普遍采用到可重構濾波器的設計中。基片集成波導是近年來發展起來的新興器件，集合了傳統微帶線和金屬波導共同的優點，損耗小，功率容量大，易于加工。本發明提出的可調濾波器，結合了PIN管調諧速度快，調諧電壓低，基片集成波導損耗小的優點。

發明內容

本發明的目的是提出一種加載PIN管的基片集成波導可調濾波器，克服現有可調濾波器調諧速度慢，調諧電壓高，損耗大的缺點。

本發明的技術方案是：一種加載PIN管的基片集成波導可調濾波器，包括從上到下依次層疊的第一金屬覆銅層、介質基片、第二金屬覆銅層；為了形成本發明的可調濾波器，通過印制電路板制造工藝對第一金屬覆銅層進行加工形成所需的金屬圖案，第二金屬覆銅層為未做加工的完整的銅層，對介質基片打孔，并對孔做表面金屬化處理形成金屬化通孔陣列；金屬化通孔陣列貫穿了基片集成波導上表區域和介質基片與第二金屬覆銅層相連，圍成左右對稱的長方形可調諧振腔一、諧振腔二；第一金屬覆銅層包括基片集成波導上表區域、位于基片集成波導上表區域左右兩側并與之相連的兩條微帶線、位于基片集成波導上表區域內部并且在微帶線上下兩側的四組L形耦合槽、位于基片集成波導上表區域中心上下對稱的兩組U形耦合槽，位于基片集成波導上表區域內部的兩組橫向槽，位于每組橫向槽內部的兩個焊盤一、兩個焊盤二；貼片電容的一支管腳與基片集成波導上表區域焊接在一起，另一支管腳與焊盤一焊接在一起，PIN二極管的陽極與焊盤一焊接在一起，陰極與基片集成波導上表區域焊接在一起，貼片電感的兩支管腳分別與焊盤一、焊盤二焊接在一起，形成調諧電路，每條橫向槽上分布兩組調諧電路。

進一步的，微帶線為對應基片的50歐姆微帶線。

進一步的，四組L形耦合槽、兩組U形耦合槽、兩組橫向槽均為對第一金屬覆銅層腐蝕而形成。

進一步的，所述金屬化通孔陣列在上下相對的L形耦合槽之間、上下相對的U形耦合槽之間中斷，形成連續耦合窗口。

本發明的優點和有益效果：

(1)本發明具有調諧速度快的特點，通常基于釔鐵石榴石的可調濾波器調諧速度在毫秒數量級，而PIN管的開斷時間為納秒級別；

(2)本發明的調諧電壓低，因為基于變容二極管或是鈦酸鋇鍶電容的可調濾波器，其調諧電壓通常為幾十伏特，而PIN管的偏置電壓僅為0.9V；

(3)本發明具有較小的插入損耗，因為基片集成波導的品質因數比微帶線高，因此能在一定程度上降低可調濾波器的整體插入損耗。

附圖說明

圖1是本發明的側視示意圖

圖2是本發明的第一金屬覆銅層的電路結構圖

圖3是本發明的調諧電路的局部放大圖

圖4是本發明的測試結果

具體實施方式