[發明專利]一種多層基片集成波導三階濾波功分器

有效

• 申請號: 201811323137.5
• 申請日: 2018-11-06
• 公開（公告）號: CN109462000B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 沈瑋;張理正;陳桂蓮;雒寒冰;李振海;張紅英;楊晶晶
• 申請（專利權）人: 上海航天計算機技術研究所
• 主分類號: H01P5/12
• 分類號: H01P5/12;H01P1/20
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本發明公開了一種多層基片集成波導三階濾波功分器，包括第一金屬層、第二金屬層、第三金屬層、第一介質基板、第二介質基板；第一介質基板上設置有第一諧振腔、第二諧振腔、輸入波導、第一輸出波導和第二輸出波導，第二介質基板上設置有第三諧振腔，輸入波導激勵第一諧振腔，第一輸出波導和第二輸出波導同時激勵第一諧振腔和第二諧振腔，第二金屬層用于調節第一諧振腔、第二諧振腔和第三諧振腔的磁耦合系數，以獲取兩個傳輸零點。本發明通過調節上下腔體間的電磁耦合強度，獲取額外的傳輸零點，在不改變現有濾波器尺寸同時，集成功分器特性，同時具有頻選特性和功分性能。

技術領域

本發明涉及微波無源器件領域，特別涉及一種多層基片集成波導三階濾波功分器。

背景技術

近些年來，功分器、濾波器作為主流無源器件，在通信系統中受到大量關注。一方面，功分器主要用于多通道功率分配和合成，特別是在相控陣雷達中，由幾百上千個天線單元組成，需要大量功分器實現；另一方面，為了保證進入系統的頻譜干凈，需要通過濾波器實現頻率選擇。但是，需要指出的是，同時采用濾波器和功分器分別實現頻選特性和功分性能，將增加器件數量，進而影響系統的成本和體積，不利于低成本和小型化。

基片集成波導技術是基于波導結構集成化思想而提出的，一般通過在雙面覆銅的低損耗介質基片上下金屬面間引入周期性金屬化通孔陣列，這樣上下金屬面相當于介質填充矩形波導的寬邊。自基片集成波導技術產生以后，首先被大量的應用到各種帶通濾波器的設計中，通過引入多個傳輸零點來改善其頻選特性的同時，會由于多個諧振器的存在造成電路面積的增大和通帶內插入損耗的惡化。

經對現有的基片集成波導濾波功分器進行檢索后發現，專利“一種多路基片集成波導濾波功分器”(專利號：CN 104091990 A)介紹了一種基于多層基板的基片集成波導濾波功分器，通過級聯感性窗的方式產生濾波性能，然而，此濾波功分器的濾波性能較差，高、低阻帶無傳輸零點，邊帶抑制較為平緩。如IEEE Microwave and Wireless ComponentLetters第21卷中發表的巴倫濾波器(Design of a substrate integrated waveguidebalun filter based on three port coupled-resonator circuit model)，為了實現準橢圓濾波特性，其引入了六個基片集成波導諧振器，其中有一個諧振器工作在TE102模式，用以在濾波功分器基礎上實現180度相位差得到巴倫特性，該尺寸較大。

發明內容

本發明的目的在于提供一種結構緊湊、空間利用率高，且同時具備高頻率選擇性和功分特性的基片集成波導三階濾波功分器。

為了達到上述目的，本發明提供了一種多層基片集成波導三階濾波功分器，包括層疊設置的第一金屬層、第二金屬層以及第三金屬層，所述第一金屬層與第二金屬層之間設置有第一介質基板，所述第二金屬層與所述第三金屬層之間設置有第二介質基板；

所述第一介質基板上設置有第一諧振腔、第二諧振腔、輸入波導、第一輸出波導和第二輸出波導；

所述第二介質基板上設置有第三諧振腔；

所述輸入波導激勵所述第一諧振腔，所述第一輸出波導和第二輸出波導同時激勵所述第一諧振腔和第二諧振腔；

所述第二金屬層用于調節所述第一諧振腔、第二諧振腔和第三諧振腔的磁耦合系數，以獲取兩個傳輸零點。

較佳地，所述第一介質基板通過設置若干金屬化過孔以形成第一諧振腔、第二諧振腔、輸入波導、第一輸出波導和第二輸出波導。

較佳地，所述第二介質基板通過設置若干金屬化過孔以形成第三諧振腔。

較佳地，所述第一介質基板的金屬化過孔沿所述第一介質基板的邊緣呈方形陣列排布。

較佳地，所述第二介質基板的金屬化過孔沿所述第二介質基板的邊緣呈方形陣列排布。