[發明專利]一種新型微型超寬帶高通濾波器

有效

• 申請號: 202110469131.4
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN112886936B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 史馬敏;肖禮康;羅盛午;蘭云飛;曹偉清
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第九研究所
• 主分類號: H03H7/01
• 分類號: H03H7/01;H01P1/207
• 代理公司: 綿陽市博圖知識產權代理事務所(普通合伙) 51235
• 代理人: 黎仲

本發明公開了一種新型微型超寬帶高通濾波器，屬于微波器件技術領域，包括腔體（1）、蓋板（2）、微波基板（3）、集總電容（4）和集總電感（5），其中，所述微波基板（3）固定連接在所述腔體（1）內部底面上，所述集總電容（4）和集總電感（5）固定安置在所述微波基板（3）上，所述蓋板（2）封裝于所述腔體（1）上方，整體形成半開放式結構，開放的兩側設置有輸入/輸出端口（6）；本發明的濾波器頻率覆蓋S、C、X和Ku波段，其相對帶寬大于140%，進一步挖掘了LC濾波器小型化潛力；同時實現了幅相一致性控制；并且易于設計、加工制造和調試，適合具有振動、寬溫工作等嚴酷環境平臺應用。

技術領域

本發明涉及微波器件技術領域，尤其涉及一種新型微型超寬帶高通濾波器。

背景技術

目前，超寬帶濾波器研究和設計主要集中在微帶線和懸置帶線兩種結構上。

其中，微帶線濾波器結構簡單，便于分析、調試，目前已有多種成熟的微帶線應用于超寬帶濾波器的設計。但是微帶線結構Q值低，由其構成的濾波器損耗較大，對于超寬帶濾波器應用設計比較吃力。而且，其體積較大，不適合電子裝備和通信系統小型化需求。

而懸置帶線結構緊湊，由一個金屬內腔、懸置于內腔中間的介質基片及其上下兩側（或單側）的金屬導帶構成。相比于微帶線，懸置帶線的大部分電力線集中在空氣中，介質引入影響小。懸置帶線在介質層具有更小的電場強度，在金屬層有著更小的電流密度，所以懸置帶線Q值較高，由其構成的濾波器損耗小。

通常，在超寬帶高通濾波器設計中，為實現響應高矩形度，往往采用橢圓函數響應。圖1為一典型超寬帶懸置帶線高通濾波器電路原理圖，對應三維仿真模型如圖2所示。由圖2的三維仿真模型看出，信號傳輸路徑上，耦合電容由基片上下導帶實現；并聯諧振回路由λ/2短路（或λ/4開路）傳輸線實現。

但是懸置帶線濾波器結構復雜，設計不方便；由于其屬于封閉式結構，調試不方便；并聯回路尺寸受限于工作波長，使得濾波器尺寸難以進一步小型化。

綜上分析，在微波頻段，限于Q值和工作波長等原因，現有的微帶線和懸置帶線均不能適應現代電子裝備和通信系統發展需求。

LC濾波器采用集總電感、電容元件實現濾波器中的諧振和耦合，其中的“L”是指電感，“C”是指電容，故簡稱LC濾波器，其具有體積小、帶寬寬、矩形度高、集成度高等優勢，適應裝備小型化、寬帶化發展需求。因此，LC濾波器廣泛應用于通信、雷達、導航制導、遙測遙感、電子對抗等領域。

通過采用微型高頻高Q分立電容和電感，結合高密度集成技術，LC濾波器在充分發揮其小型化優勢的同時，最大程度克服了因自身Q值低（尤其是在高頻應用下）帶來的插損大的問題。因此，在現代小型化超寬帶電子系統的發展形式下，LC濾波器就成為懸置帶線濾波器的最佳替代。

目前，LC濾波器工作頻率往往在10GHz以下，相對帶寬不超過100%，現有報道的小型化LC濾波器，封裝尺寸6mm×6mm×2.5mm，但其相對帶寬僅有16%。

本申請著眼于解決LC濾波器超寬帶、小型化、幅相一致性控制等問題。

發明內容

本發明的目的就在于提供一種新型微型超寬帶高通濾波器，以解決上述問題。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是這樣的：一種新型微型超寬帶高通濾波器，包括腔體、蓋板、微波基板、集總電容和集總電感，其中，所述微波基板固定連接在所述腔體內部底面上，所述集總電容和集總電感固定安置在所述微波基板上，所述蓋板封裝于所述腔體上方，整體形成半開放式結構，開放的兩側設置有輸入/輸出端口。

作為優選的技術方案：所述腔體與蓋板采用激光封焊固定連接。

作為優選的技術方案：所述集總電容和集總電感均采用錫焊與微波基板固定連接。