[發明專利]一種空氣填充SIW雙通帶濾波器及其優化方法

在審

• 申請號: 201910529228.2
• 申請日: 2019-06-19
• 公開（公告）號: CN110336100A
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發明（設計）人: 傅邱云;梁飛;劉樂平;趙帥杰
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H01P1/20
• 分類號: H01P1/20;H01P1/207;H01P11/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 許恒恒;李智

1.一種空氣填充SIW雙通帶濾波器，其特征在于，包括自下而上疊加設置的下金屬層(1)、中間基板介質層(2)及上金屬層(3)，所述上金屬層(3)包含有輸入耦合結構和輸出耦合結構，所述下金屬層(1)、所述中間基板介質層(2)和所述上金屬層(3)之間通過金屬通孔陣列(8)貫穿連接，這些金屬通孔陣列(8)的孔壁均被金屬材料完全填充；并且，該金屬通孔陣列(8)中的各個金屬通孔在所述中間基板介質層(2)所在平面上的投影中心按長方形的四條邊分布，其中未被這些金屬通孔陣列(8)投影覆蓋的長方形長度邊上的缺口則對應輸入耦合開窗和輸出耦合開窗，用于與所述輸入耦合結構和所述輸出耦合結構兩者在所述中間基板介質層(2)所在平面上的投影相連接，從而使被這些金屬通孔陣列(8)包圍形成的上金屬層部分區域分別與所述輸入耦合結構和所述輸出耦合結構連接；

同時，記所述長方形的中心為器件中心點，則所述輸入耦合結構和所述輸出耦合結構兩者在所述中間基板介質層(2)所在平面上的投影關于該器件中心點中心對稱；所述金屬通孔陣列(8)在所述中間基板介質層(2)所在平面上的投影也關于該器件中心點中心對稱；

并且，在被所述金屬通孔陣列(8)包圍形成的區域內還設置有4n個微擾金屬化過孔(9)，n為大于等于1的自然數，這些微擾金屬化過孔(9)同時貫穿所述下金屬層(1)、所述中間基板介質層(2)和所述上金屬層(3)，且這些微擾金屬化過孔(9)的孔壁均被金屬材料完全填充；這4n個微擾金屬化過孔(9)以n個微擾金屬化過孔(9)為一組，每一組中的各個微擾金屬化過孔(9)在所述中間基板介質層(2)所在平面上的投影同樣關于所述器件中心點中心對稱；

在被所述金屬通孔陣列(8)包圍形成的區域內還設置有空氣盒子(7)，該空氣盒子(7)是由所述中間基板介質層(2)鏤空然后密封形成的，所述空氣盒子(7)在所述中間基板介質層(2)所在平面上的投影呈矩形，該矩形形狀的中心與所述器件中心點重合，并且，該矩形的邊平行于所述長方形的邊，該矩形形狀與所述4n個微擾金屬化過孔(9)在所述中間基板介質層(2)所在平面上的投影不重合；被所述金屬通孔陣列(8)包圍形成的區域與所述空氣盒子(7)、所述4n個微擾金屬化過孔(9)由此配合構成空氣填充SIW諧振腔結構；

此外，所述輸入耦合結構和所述輸出耦合結構中的任意一者，均包括50歐姆微帶線(4)，以及用于將該50歐姆微帶線(4)與所述諧振腔結構相連接的微帶漸變線過渡結構(5)；所述微帶漸變線過渡結構(5)還用于實現所述50歐姆微帶線(4)與所述諧振腔結構之間的阻抗匹配，由此在基片上集成波導形成空氣填充SIW雙通帶濾波器。

2.如權利要求1所述空氣填充SIW雙通帶濾波器，其特征在于，n＝1，記所述長方形的寬度為W，任意一個所述微擾金屬化過孔(9)的投影中心距離最近的所述長方形的長的距離為b1，則b1＝W/4。

3.如權利要求1或2所述空氣填充SIW雙通帶濾波器，其特征在于，所述微帶漸變線過渡結構(5)在所述中間基板介質層(2)所在平面上的投影在由所述50歐姆微帶線(4)一端指向所述諧振腔結構的另一端的方向上呈寬度不斷變寬的過渡形狀。

4.如權利要求1至3任意一項所述空氣填充SIW雙通帶濾波器，其特征在于，所述金屬通孔陣列(8)中的各個金屬通孔在所述中間基板介質層(2)所在平面上的投影均呈圓形，所述4n個微擾金屬化過孔(9)中的各個微擾金屬化過孔(9)在所述中間基板介質層(2)所在平面上的投影也均呈圓形。

5.如權利要求4所述空氣填充SIW雙通帶濾波器，其特征在于，所述金屬通孔的圓形投影與所述微擾金屬化過孔(9)的圓形投影兩者直徑相等。