[發明專利]一種基于高次模的雙層堆疊式差分微波帶通濾波器

有效

• 申請號: 201910477540.1
• 申請日: 2019-06-03
• 公開（公告）號: CN110176660B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 劉曉賢;朱樟明;劉陽;盧啟軍;尹湘坤;楊銀堂
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01P1/208
• 分類號: H01P1/208;H01P1/207
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 張捷

本發明涉及一種基于高次模的雙層堆疊式差分微波帶通濾波器，包括自上而下依次設置的上金屬層、上玻璃基板、中間金屬層、下玻璃基板和下金屬層，其中，上金屬層上設置有用作差分輸入端口的第一金屬片和第二金屬片，以及用作差分輸出端口的第三金屬片和第四金屬片；上玻璃基板上設置有多個上玻璃基板通孔，上玻璃基板通孔的內部填充有第一金屬導體柱；中間金屬層上設置有多個輻射窗口，多個輻射窗口均聯通上玻璃基板與下玻璃基板；下玻璃基板上設置有多個下玻璃基板通孔，下玻璃基板通孔的內部填充有第二金屬導體柱。該濾波器采用玻璃基板制作三維無源器件，可消除高頻電路中的渦流效應，顯著降低無源器件的高頻損耗。

技術領域

本發明屬于集成電路技術領域，具體涉及一種基于高次模的雙層堆疊式差分微波帶通濾波器。

背景技術

近年來由于商業應用的驅動，毫米波無線通信得以迅猛的發展，絕大部分毫米波互連與無源器件都是波導形式，其損耗較低。然而，波導結構的體積一般較大，生產成本較高，且與單片微波集成電路(Monolithic Microwave Integrated Circuit，MMIC)難于集成在一個系統上。隨后出現的低溫共燒陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramic，LTCC)雖然在微波與毫米波頻段內具有穩定的介電常數與較低的損耗，但其較厚的襯底與較大的體積也極大的限制了其廣泛應用。

三維集成技術是將傳統的二維集成電路垂直堆疊起來，硅通孔作為三維集成電路中關鍵結構，用于實現三維集成電路上下層芯片間的信號傳輸，通過硅通孔實現層間垂直互連與封裝，從而顯著提高了集成度，同時減小了功耗，提高了系統性能。利用硅通孔三維集成技術，將基片集成波導(Substrate integrated waveguide，SIW)結構集成在三維系統中的芯片之上，使其能夠與其他異構芯片實現三維集成，從而顯著減小整個微波電路系統的體積。但是，目前所使用的半導體硅襯底在高頻條件下具有較大的損耗，因此阻礙了基片集成波導結構在三維集成中的廣泛應用。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種基于高次模的雙層堆疊式差分微波帶通濾波器。本發明要解決的技術問題通過以下技術方案實現：

本發明提供了一種基于高次模的雙層堆疊式差分微波帶通濾波器，包括自上而下依次設置的上金屬層、上玻璃基板、中間金屬層、下玻璃基板和下金屬層，其中，

所述上金屬層上設置有用作差分輸入端口的第一金屬片和第二金屬片，以及用作差分輸出端口的第三金屬片和第四金屬片；

所述上玻璃基板上設置有多個上玻璃基板通孔，所述上玻璃基板通孔的內部填充有第一金屬導體柱；

所述中間金屬層上設置有多個輻射窗口，所述多個輻射窗口均聯通所述上玻璃基板與所述下玻璃基板；

所述下玻璃基板上設置有多個下玻璃基板通孔，所述下玻璃基板通孔的內部填充有第二金屬導體柱。

在本發明的一個實施例中，所述上金屬層的第一側壁上開設有第一凹槽和第二凹槽，所述第一金屬片形成于第一凹槽中，第二金屬片形成于第二凹槽中；所述上金屬層的與所述第一側壁相對的第二側壁上開設有第三凹槽和第四凹槽，第三金屬片形成于第三凹槽中，第四金屬片形成于第四凹槽中。

在本發明的一個實施例中，多個所述上玻璃基板通孔在所述上玻璃基板上形成兩個對稱的長方形結構，且所述第一金屬片、所述第二金屬片、所述第三金屬片和所述第四金屬片在所述上玻璃基板的垂直投影范圍內未開設上玻璃基板通孔。

在本發明的一個實施例中，所述第一金屬導體柱的兩端分別連接所述上金屬層與所述中間金屬層，并且多個所述第一金屬導體柱與所述上金屬層和所述中間金屬層共同形成差分輸入諧振腔和差分輸出諧振腔；

所述第一凹槽和所述第二凹槽位于所述差分輸入諧振腔中所述第三凹槽和所述第四凹槽位于差分輸出諧振腔中。