[發明專利]一種基于砷化鎵工藝的介質集成波導濾波器

有效

• 申請號: 201810146835.6
• 申請日: 2018-02-12
• 公開（公告）號: CN108461876B
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 肖鈺;單培哲;朱凱強;孫厚軍
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: H01P1/20
• 分類號: H01P1/20;H01P1/208
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 李微微;仇蕾安

1.一種濾波器，其特征在于，包括由上層金屬鍍層(11)、GaAs介質基板層(10)以及下層金屬鍍層(12)構成的基片，所述基片上次序設置有輸入GSG結構(301)、4個依次連接的諧振腔以及輸出GSG結構(302)；

所述4個諧振腔均為由所述基片上開設的金屬化過孔圍成的矩形腔；從輸入GSG結構(301)至輸出GSG結構(302)方向，所述4個諧振腔分別定義為第一、第二、第三以及第四諧振腔；所述第一諧振腔和第四諧振腔的主諧振模式均為TE₃₀₁，寄生諧振模式均為TE₁₀₂，所述第一諧振腔和第四諧振腔的長度l和寬度w由以下過程確定：

1、根據濾波器的具體技術指標，確定傳輸零點的頻率f_z；

2、根據式確定寄生模式TE₁₀₂呈現的電抗值b₂；

3、通過式根據b₂的值以及濾波器相對帶寬FBW，確定寄生模式TE₁₀₂的諧振頻率f₁₀₂；

4、根據式確定濾波器多模諧振腔的寬長比w/l；

5、根據式確定濾波器多模諧振腔的長度l和寬度w；

其中，M₁/M₃和M₂/M₄分別表示主諧振模式和寄生諧振模式在對應諧振腔輸入端口和輸出端口的耦合系數的比值；f₀表示濾波器中心頻率；c表示電磁波在真空中的傳播速度。

2.如權利要求1所述的濾波器，其特征在于，所述金屬化過孔的形狀為楔形棱臺。

3.如權利要求1所述的濾波器，其特征在于，所述輸入GSG結構(301)、4個諧振腔以及輸出GSG結構(302)均相對基片的中心線垂直的平面對稱。

4.如權利要求1所述的濾波器，其特征在于，所述第二諧振腔和第三諧振腔均工作在TE₁₀₁模式。

5.如權利要求1所述的濾波器，其特征在于，每一個諧振腔的左、右兩側均有部分金屬過孔缺失，形成相鄰諧振腔之間的耦合窗口。

6.如權利要求1所述的濾波器，其特征在于，第一諧振腔與輸入GSG結構(301)通過金屬化過孔形成的輸入SIW傳輸線連接；第四諧振腔與輸出GSG結構(302)通過金屬化過孔形成的輸出SIW傳輸線連接。

7.如權利要求2所述的濾波器，其特征在于，上層金屬鍍層(11)厚度為4um、GaAs介質基板層(10)厚度為70um、下層金屬鍍層(12)厚度為3um。

8.如權利要求7所述的濾波器，其特征在于，楔形棱臺狀金屬過孔的上表面長和寬分別為l_u＝45um,w_u＝20um；下底面的長和寬分別為：l_d＝85um,w_d＝45um。