[發明專利]一種具有雙層結構的雙頻基片集成波導帶通濾波器

有效

• 申請號: 201410582536.9
• 申請日: 2014-10-27
• 公開（公告）號: CN104347917A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發明（設計）人: 汪凱;陳志涵;王世偉;郭在成;褚慶昕
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01P1/203
• 分類號: H01P1/203
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 羅觀祥

技術領域

本發明涉及一種基片集成波導帶通濾波器，尤其是一種具有雙層結構的雙頻基片集成波導帶通濾波器，屬于無線通訊領域。

背景技術

無線通訊技術在現實社會生活中發揮著越來越重要的作用，作為無線通訊領域的重要組成不跟，帶通濾波器的需求也日益增加。雙頻帶通濾波器(DB-BPF)由于在現代無線通訊系統中有廣泛的應用而受到很大的關注。較早的DB-BPF是直接將兩個單頻BPF級聯起來，這種方法對設計來說擁有更多的自由度，但是濾波器尺寸太大。另一種方法是在寬帶BPF中間引入一個帶阻濾波器(BSP)將通帶分為兩部分實現雙頻，這樣不可避免地需要額外的調試和優化。在微帶結構上常常采用階躍阻抗諧振器(SIR)設計雙頻濾波器，但這種方法比較難以應用到其它的結構當中。隨著雙頻濾波器通訊技術的不斷發展，對濾波器的要求也越來越高。最近，采用基片集成波導(Substrate?Integrated?Waveguide，簡稱SIW)的毫米波濾波器受到很高的重視，它可以實現體積小，成本低的高性能帶通濾波器。它是一種新型波導，它具有傳統的金屬波導品質因數高、易于設計的特點，同時也具有體積小、造價低、易加工等傳統波導所沒有的特點。它的這些優點，使得這種結構的濾波器被廣泛應用于無線通訊系統。此外，由于具備更高的自由度，以及節省電路面積成本，多層結構也越來越受到人們的關注。

據調查與了解，已經公開的現有技術如下：

1)2014年，祝雷等人在IEEE?Microwave?and?Wireless?Components?Letters上發表題為“Design?of?a?Compact?Dual-Band?Band?pass?Filter?Using?Coupled?Stepped-Impedance?Resonators”的文章中，作者提出了一種采用三節階躍阻抗線的諧振器，通過調節諧振器之間的耦合，最終獲得兩個通帶以及五個帶外的傳輸零點。

2)隨著電路加工技術的發展和LTCC技術的出現，為了提高濾波器的技術水平提供了進一步改進方案。2010年，Shinpei?Oshima等人在IEEE?Transaction?on?Microwave?Theory?and?Techniques上發表題為“Multilayer?dual-band?bandpass?filter?in?low-temperature?co-fired?ceramic?substrate?for?ultra-wideband?applications”的文章中，分別在低頻段(3.168-4.752GHz)和高頻段(6.336-9.504GHz)設計了兩個含有匹配電路的寬帶濾波器，并且分別在較低和較高的截止頻率處產生一個傳輸零點，從而在通帶之外產生較高的帶外抑制，通帶間的隔離度也達到了30dB。雖然利用這種方法設計出的濾波器性能優良，但由于LTCC技術尚未很好的普及，制作成本昂貴。

3)2005年，Mahbubeh?Esmaeili等人在IEEE?Microwave?and?Wireless?Components?Letters上發表題為“Substrate?integrated?waveguide?triple-passband?dual-stopband?filter?using?six?cascaded?singlets”提出了在基片集成波導上利用六個級聯的單腔體設計出一個三通帶的帶通濾波器，不過這種結構尺寸過大。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述現有技術的缺陷，提供了一種結構簡單、性能好，能很好地滿足現代通訊系統要求的具有雙層結構的雙頻基片集成波導帶通濾波器。

本發明的目的可以通過采取如下技術方案達到：

一種具有雙層結構的雙頻基片集成波導帶通濾波器，包括構成基片集成波導的下層結構和上層結構，所述下層結構包括第一金屬片、第一介質基板、第二金屬片以及多個下層金屬通孔，所述上層結構包括第二介質基板、第三金屬片以及多個上層金屬通孔，從底部至頂部按第一金屬片、第一介質基板、第二金屬片、第二介質基板和第三金屬片的順序依次設置，所述第一金屬片作為地板；所述下層金屬通孔依次貫穿第一金屬片、第一介質基板和第二金屬片，并與第二介質基板接觸，所述上層金屬通孔依次貫穿第二介質基板和第三金屬片，并與第二金屬片接觸；