[發(fā)明專利]一種基于多層技術(shù)的復(fù)合介質(zhì)毫米波濾波器

有效

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• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113314816B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 錢可偉;陳香茹;田忠
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: H01P1/20
• 分類號: H01P1/20
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11870
• 代理人: 李林合

本發(fā)明公開了一種復(fù)合介質(zhì)的毫米波帶通濾波器，具有多層電路結(jié)構(gòu)。通過在主體電路四周設(shè)置干擾隔離墻，并在不同的電路層區(qū)域分別使用對應(yīng)的介質(zhì)體材料，可在極小的封裝體積內(nèi)實(shí)現(xiàn)毫米波濾波器良好的選頻特征，利用不用介質(zhì)體材料的特性最大限度減小非相關(guān)諧振單元之間的互耦，降低寄生參數(shù)的影響。本發(fā)明提出的復(fù)合介質(zhì)毫米波濾波器，能夠在最大插損僅為1.2dB的情況下，實(shí)現(xiàn)高達(dá)30dB的阻帶抑制，具有小型化、低插損、高隔離的特點(diǎn)。所述毫米波帶通濾波器包括復(fù)合介質(zhì)體、主體電路層、干擾隔離墻和介質(zhì)體底部外電極，所述外電極分別為輸入端口、輸出端口和接地端口，接地端口包括頂層接地端口和底層接地端口。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及濾波器，具體涉及一種基于多層技術(shù)的復(fù)合介質(zhì)毫米波濾波器。

背景技術(shù)

隨著第五代移動通信技術(shù)的快速發(fā)展，移動數(shù)據(jù)流量暴增，不能再依賴于各個(gè)低頻段無線傳輸及組網(wǎng)技術(shù)的演進(jìn)，需要采取更多的無線頻譜資源。毫米波技術(shù)可以通過提升頻譜帶寬來實(shí)現(xiàn)超高速無線數(shù)據(jù)傳播，從而成為5G通訊技術(shù)中的關(guān)鍵之一。濾波器作為通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵性器件，承擔(dān)著頻率選擇的重要作用，其性能對通信系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量有著至關(guān)重要的影響。在寬帶和超寬帶信道化收發(fā)組件中，濾波器作為必不可少的組成部分，其性能好壞也將直接影響到整個(gè)收發(fā)組件的性能。因此，研究小體積、高性能的毫米波濾波器無論在民用還是軍用領(lǐng)域都有著重要的理論和實(shí)際意義。

傳統(tǒng)的微帶濾波器為半開放結(jié)構(gòu)，體積較大，且階數(shù)越高，插入損耗也越大。懸置微帶濾波器和基片集成波導(dǎo)濾波器結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，調(diào)試過程繁瑣且體積較大，很難大規(guī)模應(yīng)用。為了優(yōu)化濾波器性能并減小體積，基于低溫共燒陶瓷技術(shù)的多層濾波器設(shè)計(jì)技術(shù)近來備受關(guān)注。低溫共燒陶瓷技術(shù)(LTCC)具有高頻特性好、可靠性高、性能穩(wěn)定、成本低、集成度高等特點(diǎn)，能夠?qū)o源器件和有源器件有效的結(jié)合在一起，非常適合民用通信、軍用雷達(dá)、精確制導(dǎo)、電子對抗等各種小型化微波、毫米波電路的集成化發(fā)展。

然而，在非常緊湊的體積空間內(nèi)集成多個(gè)毫米波頻段的諧振單元以實(shí)現(xiàn)LTCC濾波器良好的選擇特性，很容易引起非相關(guān)諧振單元之間的互耦和串?dāng)_，產(chǎn)生不必要的寄生通帶，造成濾波器電路的Q值降低，插損增大，帶外抑制變差。因此，需要一種體積小、插損低、帶外抑制高、集成度高、工藝結(jié)構(gòu)簡單適合大批量生產(chǎn)的毫米波帶通濾波器及其設(shè)計(jì)方法，以滿足日益發(fā)展的高集成無線通訊終端對5G毫米波濾波器等微波元器件小體積、高集成和高性能的要求。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本發(fā)明提供了一種基于多層技術(shù)的復(fù)合介質(zhì)毫米波濾波器。

為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種基于多層技術(shù)的復(fù)合介質(zhì)毫米波濾波器，所述復(fù)合介質(zhì)毫米波濾波器設(shè)置為多層電路，分別包括復(fù)合介質(zhì)體、主體電路層、干擾隔離墻、外電極，其中，所述主體電路層內(nèi)置于所述復(fù)合介質(zhì)體內(nèi)部，所述干擾隔離墻環(huán)繞于所述主體電路層四周，所述外電極分設(shè)于所述主體電路層的頂部和底部。

上述方案的有益效果是，通過在主體電路四周設(shè)置干擾隔離墻，并在不同的電路層區(qū)域分別使用對應(yīng)的介質(zhì)體材料，可在極小的封裝體積內(nèi)實(shí)現(xiàn)毫米波濾波器良好的選頻特征，利用不用介質(zhì)體材料的特性最大限度減小非相關(guān)諧振單元之間的互耦，降低寄生參數(shù)的影響。

進(jìn)一步的，所述主體電路層包括設(shè)置于所述多層電路的第三電路層的第一諧振單元、第三諧振單元和第五諧振單元，設(shè)置于所述多層電路的第四電路層的第二諧振單元和第四諧振單元，以及設(shè)置于第三電路層的第一開路支節(jié)和第二開路支節(jié)。

進(jìn)一步的，所述第一諧振單元、第二諧振單元、第三諧振單元、第四諧振單元和第五諧振單元為帶狀線結(jié)構(gòu)，首尾依次通過所述多層電路的層間耦合，用于實(shí)現(xiàn)濾波器的通帶傳輸特性。

進(jìn)一步的，所述第一開路支節(jié)和第二開路支節(jié)均為帶狀線結(jié)構(gòu)，其中所述第一開路支節(jié)與所述第二諧振單元通過層間耦合，用于實(shí)現(xiàn)所述復(fù)合介質(zhì)毫米波濾波器的第一阻帶零點(diǎn)；所述第二開路支節(jié)與所述第四諧振單元通過層間耦合，用于實(shí)現(xiàn)所述復(fù)合介質(zhì)毫米波濾波器的第二阻帶零點(diǎn)。