一種微波濾波器制造技術

本發明專利技術公開了一種選擇性高且損耗低、體積小的微波濾波器。該濾波器包括介質基板、上表面金屬層、下表面金屬層，所述介質基板上設置有貫穿于介質基板的金屬化通孔陣列，所述金屬化通孔陣列與上表面金屬層、下表面金屬層共同圍成一個雙模六邊形諧振腔，在上表面金屬層上設置有輸入端與輸出端，所述輸入端、輸出端的軸線與雙模六邊形諧振腔中心軸線相互平行且不重合，可以激發諧振腔的TM11左傾和右傾兩個諧振模式，能夠引入一個傳輸零點和兩個極點，因此，無需增加濾波器的級數，便可以提高濾波器的帶外選擇性，同時，也減小了濾波器體積、降低了損耗，適合在微波毫米波技術領域推廣應用。

A Microwave Filter

The invention discloses a microwave filter with high selectivity, low loss and small volume. The filter comprises a dielectric substrate, an upper surface metal layer and a lower surface metal layer. The dielectric substrate is provided with a metallized through-hole array through the dielectric substrate. The metallized through-hole array, together with the upper surface metal layer and the lower surface metal layer, forms a double-mode hexagonal resonant cavity, and the upper surface metal layer is provided with an input end and an output end. The axis of the end is parallel to and does not coincide with the axis of the center of the dual-mode hexagonal resonator, which can excite the TM11 left-tilt and right-tilt resonant modes of the resonator and introduce a transmission zero and two poles. Therefore, the out-of-band selectivity of the filter can be improved without increasing the series of the filter. At the same time, the size and loss of the filter can be reduced, which is suitable for microwave applications. The application of millimeter wave technology is promoted.

【技術實現步驟摘要】
一種微波濾波器
本專利技術涉及微波毫米波
，具體涉及一種微波濾波器。
技術介紹
微波濾波器是通信系統和無線系統中常用的元器件之一，其性能的優劣直接影響到系統和整機的質量。傳統的濾波器一般分為平面微帶或帶線結構濾波器以及金屬波導結構濾波器。基于平面微帶或帶線結構濾波器雖然易于與平面電路集成，但其損耗大，Q值低，特別是在高頻領域，存在較大輻射，性能較差。傳統的金屬波導濾波器具有Q值高、損耗低、選擇性好等優點，但其體積大、成本高、加工復雜，且與平面有源電路難以集成。基片集成波導技術是一種可以集成于介質基片中的具有低插損、低輻射等特性的新型波導結構，微波濾波器不但具有傳統金屬波導濾波器近似的性能，而且具有體積小、重量輕、易于集成等優點。近年來，隨著通信技術的迅猛發展，頻譜資源日趨緊張，因而對濾波器的各項性能尤其是選擇性和體積提出了更高要求。實現濾波器高選擇性的常用方法是增加濾波器的級數，從而產生更多的傳輸零點以增加阻帶的陡峭度，提高帶外選擇性，但該方法會導致濾波器體積增大及設計難度增大，同時損耗也會隨之變高，直接影響了系統整體的選擇性、噪聲系數、增益和靈敏度等指標。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供一種選擇性高且損耗低、體積小的微波濾波器。本專利技術解決上述技術問題所采用的技術方案是：該微波濾波器，包括介質基板以及設置在介質基板表面的上表面金屬層、下表面金屬層，所述介質基板上設置有貫穿于介質基板的金屬化通孔陣列，所述金屬化通孔陣列與上表面金屬層、下表面金屬層共同圍成一個雙模六邊形諧振腔，在上表面金屬層上設置兩個共軸型共面波導電流探針結構形成濾波器的輸入端與輸出端，所述輸入端與輸出端對稱的設置在雙模六邊形諧振腔的外側，所述輸入端、輸出端的軸線與雙模六邊形諧振腔中心軸線相互平行且不重合，所述輸入端、輸出端的軸線與雙模六邊形諧振腔中心軸線之間存在1.5mm～3mm的偏離距離，所述輸入端與輸出端之間的距離為8mm～10mm，在上表面金屬層上背對設置兩個L形槽形成所述的共軸型共面波導電流探針結構，所述金屬化通孔陣列的金屬孔半徑為0.3mm，相鄰兩個金屬孔之間的間距為1.1mm。進一步的是，所述介質基板的介電常數為2.2，厚度為0.508mm。本專利技術的有益效果：本專利技術微波濾波器的輸入端、輸出端的軸線與雙模六邊形諧振腔中心軸線相互平行且不重合，兩者之間設置一定的偏離距離，可以激發雙模六邊形諧振腔的TM11左傾和右傾兩個諧振模式，能夠引入一個傳輸零點和兩個極點，進一步調整共軸輸入端和輸出端之間的距離，傳輸零點的個數可以增加至兩個，因此，無需增加微波濾波器的級數，便可以提高其帶外選擇性，而且可以根據需求設置偏離距離，靈活調整該傳輸零點的位置，更適合實際應用的要求，同時，由于不需要增加微波濾波器的級數，所以微波濾波器的體積小、損耗低，相比于傳統形式的方腔或圓腔微波濾波器更具優勢，而且本專利技術具有可級聯性，即可與傳統的印制板工藝兼容，也可利用低溫共燒陶瓷工藝的三維特性，實現多級腔體的三維級聯，加工工藝性能較好，另外，本專利技術采用雙模六邊形諧振腔，雙模六邊形諧振腔兼具雙模矩形諧振腔設計靈活和雙模圓形諧振腔高Q的優點，結構簡單，性能好。附圖說明圖1是本專利技術微波濾波器的結構示意圖；圖2是本專利技術微波濾波器的側視圖；圖3是本專利技術微波濾波器的幾何尺寸示意圖；圖4是本專利技術微波濾波器實施例與傳統單腔濾波器的傳輸特性對比圖；圖中標記說明：介質基板1、上表面金屬層2、下表面金屬層3、金屬化通孔陣列4、雙模六邊形諧振腔5、輸入端6、輸出端7。具體實施方式下面結合附圖對本專利技術的具體實施方式作進一步的說明。如圖1所示，該微波濾波器，包括介質基板1以及設置在介質基板1表面的上表面金屬層2、下表面金屬層3，所述介質基板1上設置有貫穿于介質基板1的金屬化通孔陣列4，所述金屬化通孔陣列4與上表面金屬層2、下表面金屬層3共同圍成一個雙模六邊形諧振腔5，在上表面金屬層2上設置兩個共軸型共面波導電流探針結構形成濾波器的輸入端6與輸出端7，所述輸入端6與輸出端7對稱的設置在雙模六邊形諧振腔5的外側，所述輸入端6、輸出端7的軸線與雙模六邊形諧振腔5中心軸線相互平行且不重合。本專利技術微波濾波器的輸入端6、輸出端7的軸線與雙模六邊形諧振腔5中心軸線相互平行且不重合，兩者之間設置一定的偏離距離，可以激發雙模六邊形諧振腔5的TM11左傾和右傾兩個諧振模式，能夠引入一個傳輸零點和兩個極點，因此，無需增加微波濾波器的級數，便可以提高其帶外選擇性，而且可以根據需求設置偏離距離，靈活調整該傳輸零點的位置，更適合實際應用的要求，同時，由于不需要增加微波濾波器的級數，所以微波濾波器的體積小、損耗低，相比于傳統的微波濾波器更具優勢，而且本專利技術具有可級聯性，即可與傳統的印制板工藝兼容，也可利用低溫共燒陶瓷工藝的三維特性，實現多級腔體的三維級聯，加工工藝性能較好，另外，本專利技術采用雙模六邊形諧振腔5，雙模六邊形諧振腔5兼具雙模矩形諧振腔設計靈活和雙模圓形諧振腔高Q的優點，結構簡單，性能好。在上述實施方式中，所述輸入端6、輸出端7的軸線與雙模六邊形諧振腔5中心軸線之間的偏離距離可以根據實際情況而定，通常情況下，作為優選的是：所述輸入端6、輸出端7的軸線與雙模六邊形諧振腔5中心軸線之間存在1.5mm～3mm的偏離距離。由于本專利技術的輸入端6和輸出端7為共軸型共面波導電流探針結構，通過控制輸入端6和輸出端7之間的距離，可以激發源負載之間產生耦合，以增加信號傳輸的路徑，從而再引入一個傳輸零點，進一步提高了濾波器的帶外選擇性，減小了微波濾波器的體積小、降低了損耗，另外，可以根據需求設置輸入端6和輸出端7之間的距離以及共軸型共面波導電流探針結構的尺寸，靈活調整該傳輸零點的位置，更適合實際應用的要求，一般優選的，所述輸入端6與輸出端7之間的距離為8mm～10mm。另外，共軸型共面波導電流探針結構可以采用現有的各種結構實現，通常情況下，優選的，在上表面金屬層2上背對設置兩個L形槽形成所述的共軸型共面波導電流探針結構。實施例該實施例中微波濾波器的介質基板1為Rogers5880，其介電常數為2.2，厚度為0.508mm，所述金屬化通孔陣列4的金屬孔半徑為0.3mm，相鄰兩個金屬孔之間的間距為1.1mm，微波濾波器其它尺寸如圖3所示，具體參數如下表所示：符號WWiLdLsWuLuWsl參數(mm)13.91.562.54.162.16109.1該微波濾波器的實施例與傳統單腔濾波器的傳輸特性對比如圖4所示，其中包括實施例的仿真結果和測試結果。可以看到，該微波濾波器共有兩個傳輸零點、兩個極點，濾波器的中心頻率為10GHz，相對帶寬3.9％，帶內最小插入損耗為1.66dB，帶內回波損耗優于17dB。通帶低端的傳輸零點位于9.6GHz處，其抑制度為35.6dB；通帶高端的零點位于10.75GHz處，其抑制度為42.5dB。結果顯示，與傳統的單腔方形或圓形微波濾波器相比，該微波濾波器只需單腔就能在帶外實現很好的選擇性，非常適用與對選擇性及集成度要求很高的微波
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【技術保護點】
1.一種微波濾波器，包括介質基板(1)以及設置在介質基板(1)表面的上表面金屬層(2)、下表面金屬層(3)，所述介質基板(1)上設置有貫穿于介質基板(1)的金屬化通孔陣列(4)，所述金屬化通孔陣列(4)與上表面金屬層(2)、下表面金屬層(3)共同圍成一個雙模六邊形諧振腔(5)，在上表面金屬層(2)上設置兩個共軸型共面波導電流探針結構形成濾波器的輸入端(6)與輸出端(7)，所述輸入端(6)與輸出端(7)對稱的設置在雙模六邊形諧振腔(5)的外側，其特征在于：所述輸入端(6)、輸出端(7)的軸線與雙模六邊形諧振腔(5)中心軸線相互平行且不重合，所述輸入端(6)、輸出端(7)的軸線與雙模六邊形諧振腔(5)中心軸線之間存在1.5mm～3mm的偏離距離，所述輸入端(6)與輸出端(7)之間的距離為8mm～10mm，在上表面金屬層(2)上背對設置兩個L形槽形成所述的共軸型共面波導電流探針結構，所述金屬化通孔陣列(4)的金屬孔半徑為0.3mm，相鄰兩個金屬孔之間的間距為1.1mm。

【技術特征摘要】
1.一種微波濾波器，包括介質基板(1)以及設置在介質基板(1)表面的上表面金屬層(2)、下表面金屬層(3)，所述介質基板(1)上設置有貫穿于介質基板(1)的金屬化通孔陣列(4)，所述金屬化通孔陣列(4)與上表面金屬層(2)、下表面金屬層(3)共同圍成一個雙模六邊形諧振腔(5)，在上表面金屬層(2)上設置兩個共軸型共面波導電流探針結構形成濾波器的輸入端(6)與輸出端(7)，所述輸入端(6)與輸出端(7)對稱的設置在雙模六邊形諧振腔(5)的外側，其特征在于：所述輸入端(6)、輸出端(7)的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉翔，楊霏，賀亮，王聰，梁芳，楊亞萍，王云，謝軍，魏明軍，王琪宇，
申請(專利權)人：樂山順辰科技有限公司，
類型：發明
國別省市：四川,51