耦合微帶結構及濾波器制造技術

本實用新型專利技術提供一種耦合微帶結構及濾波器，所述耦合微帶結構包括：介質基板(1)、介質基板(1)下表面的接地金屬層(2)和介質基板(1)上表面的刻蝕電路層(3)，所述刻蝕電路層(3)包括輸入耦合線(4)和輸出耦合線(5)，還包括一個開路支節(6)，所述開路支節(6)位于輸入耦合線(4)的末端。本實用新型專利技術在提高了耦合強度的情形下，同時為一種單面結構，結構簡單，易于加工封裝，可用于封閉式諧振器中。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及半導體器件
，尤其涉及一種耦合微帶結構及濾波器。
技術介紹
在微波寬帶濾波器中，強耦合的耦合線起到了非常重要的作用。但強耦合線很難在PCB板上實現，因為PCB板加工工藝能允許的最小線寬和線間距都為0.15mm。傳統平行耦合微帶線結構如圖1所示，包括相互平行的輸入微帶線及輸出微帶線，為了實現強耦合，需要減小微帶線寬度W1、W2和間距S，但傳統PCB工藝能實現的最小線寬和線間距為0.15mm。為了加強耦合線間的耦合，科學家們提出了很多方法和新型結構。具有缺陷地結構(DGS)的平行耦合線被LeiZhu等人提出(Multilayeredcoupled-microstriplinestechniquewithaperturecompensationforinnovativeplanarfilterdesign)，從而加強了耦合線間的耦合。基于這種DGS技術，Cheng-HsienLiang等人將兩條信號線布局到缺陷地中(EnhancedCouplingStructuresforTightCouplersandWidebandFilters)，進一步提高了耦合強度。此外，(Dual-BandMicrostripBandpassFilterUsingStepped-ImpedanceResonatorsWithNewCouplingSchemes)中輸入耦合線被分成兩個插指的結構，將輸出耦合線位于兩輸入插指之間，由于該結構總共有三條耦合線，從而加強了耦合。在實現本技術的過程中，專利技術人發現現有技術中至少存在如下技術問題：DGS技術由于地平面不能完全接地，需要一種特殊的封裝，從而增加了制作難度。插指耦合的結構在濾波器的諧振器為封閉的情況下無法使用，如在開環諧振器中、環諧振器中無法使用。
技術實現思路
本技術提供的一種耦合微帶結構及濾波器，在提高了耦合強度的情形下，同時為一種單面結構，結構簡單，易于加工封裝，可用于封閉式諧振器中。本技術提供一種耦合微帶結構，所述耦合微帶結構包括：介質基板(1)、介質基板(1)下表面的接地金屬層(2)和介質基板(1)上表面的刻蝕電路層(3)，所述刻蝕電路層(3)包括輸入耦合線(4)和輸出耦合線(5)，還包括一個開路支節(6)，所述開路支節(6)位于輸入耦合線(4)的末端。可選地，所述開路支節(6)的長度為其中λg為工作中心頻率的波導波長，LC為輸出耦合線的長度。可選地，所述開路支節(6)與所述輸入耦合線(4)之間的夾角任意可選。本技術還提供一種濾波器，所述濾波器包括上述所述的耦合微帶結構。本技術實施例提供的耦合微帶結構及濾波器，通過在輸入耦合線的末端設置開路支節來加強輸入耦合線與輸出耦合線的強度，形成的耦合微帶結構為平面結構，結構簡單，易于加工封裝，同時可用于封閉式諧振器中。附圖說明圖1為現有的平行耦合微帶結構示意圖；圖2為本技術提供的耦合微帶結構示意圖；圖3為本技術提供的濾波器的結構示意圖；圖4為本技術提供的濾波器回波損耗與開路支節長度之間的關系圖；圖5本技術提供的帶通濾波器的仿真與測試結果。具體實施方式為使本技術實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本技術實施例中的附圖，對本技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本技術保護的范圍。本技術提供一種耦合微帶結構，如圖2所示，所述耦合微帶結構包括：介質基板1、介質基板1下表面的接地金屬層2和介質基板1上表面的刻蝕電路層3，所述刻蝕電路層3包括輸入耦合線4和輸出耦合線5，還包括一個開路支節6，所述開路支節6位于輸入耦合線4的末端。本技術實施例提供的耦合微帶結構，通過在輸入耦合線的末端設置開路支節來加強輸入耦合線與輸出耦合線的強度，形成的耦合微帶結構為平面結構，結構簡單，易于加工封裝，同時可用于封閉式諧振器中。可選地，所述開路支節6的長度為其中λg為工作中心頻率的波導波長，LC為輸出耦合線的長度。可選地，所述開路支節6與所述輸入耦合線4之間的夾角任意可選。本技術在不改變傳統耦合微帶線寬度W1、W2和間距S的前提下，在輸入耦合線4的末端加了一個開路支節6。調節開路支節的長度L可以改變輸入耦合線4上的電流。當開路支節長度時，耦合強度最大，其中λg為工作中心頻率的波導波長，LC為輸出耦合線的長度。應用本技術，首先確定本技術的應用場合(濾波器或耦合器等器件)，工作的中心頻率fC及所需的耦合強度大小。其次選擇PCB板材，明確板材的相對介電常數及厚度。根據所應用的場合的需求，確定輸出耦合線的寬度W2和長度LC，選取盡可能小的輸入耦合線寬度W1和間距S，調節開路支節的長度L使本技術的耦合強度達到所需的強度，從而提高器件的性能。圖3為本技術提供的耦合結構的具體實施方式，該耦合結構應用于帶通濾波器中，作為濾波器的輸入耦合結構和輸出耦合結構。所用介質基板為RogersRO4350，其相對介電常數為3.5，厚度為0.762mm。帶通濾波器中心頻率fC＝3.6GHz，帶寬為10％。輸出耦合線為濾波器的方形諧振器的一個邊，寬度根據諧振器的要求設置為W2＝1.66mm，長度LC＝7.84mm。輸入耦合線的寬度取盡可能小的值，取W1＝0.2mm，經理論計算所需的輸入輸出耦合強度約為0.07，調整耦合線開路支節使得L＝4.1mm，使之達到所需的耦合強度。優化得到圖3所示的最終尺寸，其中W1＝0.2mm，S＝0.15mm，S1＝0.2mm，S2＝0.32mm，g＝0.5mm，a＝5mm，R＝0.1mm。圖4為當耦合開路支節長度變化時，濾波器的插入損耗，回波損耗變化圖。其中S21為插入損耗參數，S11為回波損耗參數。可見當長度L為0時，即傳統耦合結構，濾波器的回波損耗不到5dB。當L變為時，濾波器回波損耗達到15dB。當L繼續增大時，濾波器回波損耗又開始變小。圖5是本技術實施例中帶通濾波器的仿真與測試結果，可見實測的濾波器回波損耗與設計值匹配良好。證明了該耦合結構的可行性。本技術還提供一種濾波器，所述濾波器包括上述所述的耦合微帶結構。本技術提供的耦合結構可應用于各種需要強耦合的微波器件中，特別適用于寬帶濾波器的輸入輸出耦合。可直接印制在高頻PCB板上。實際耦合結構的線寬、線長隨所應用的場合、中心頻率fC及PCB板材的不同而不同。以上所述，僅為本技術的具體實施方式，但本技術的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本
的技術人員在本技術揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本技術的保護范圍之內。因此，本技術的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種耦合微帶結構，其特征在于，包括：介質基板(1)、介質基板(1)下表面的接地金屬層(2)和介質基板(1)上表面的刻蝕電路層(3)，所述刻蝕電路層(3)包括輸入耦合線(4)和輸出耦合線(5)，還包括一個開路支節(6)，所述開路支節(6)位于輸入耦合線(4)的末端。

【技術特征摘要】
1.一種耦合微帶結構，其特征在于，包括：介質基板(1)、介質基板(1)下表面的接地金屬層(2)和介質基板(1)上表面的刻蝕電路層(3)，所述刻蝕電路層(3)包括輸入耦合線(4)和輸出耦合線(5)，還包括一個開路支節(6)，所述開路支節(6)位于輸入耦合線(4)的末端。2.根據權利要求1所述的耦合微...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳仙紅，張立軍，冷永清，徐燦，
申請(專利權)人：中國科學院微電子研究所，
類型：新型
國別省市：北京;11