一种同轴馈电基片集成波导三模宽带滤波器

摘要

本发明公开了一种基于同轴馈电的基片集成波导三模滤波器，包括介质基片、介质基片的上金属层、介质基片的下层金属层，在介质基片上设置多个圆形的金属化通孔，通孔排列分布为多边形或圆形构成谐振腔；设置两个不同的金属化扰动通孔，通过同轴接头直接贯穿介质基片，内导体和外导体分别与介质基片的上金属层和下层金属层连接。相对于传统的基于基片集成波导滤波器以及多阶结构的基片集成波导滤波器，本发明结构简单，加工方便，带宽范围可控，适用频段广。

权利要求

1.一种基于同轴馈电的基片集成波导三模滤波器，其特征在于，包括：介质基片(1)、第一金属层(2)、第二金属层(3)、第一同轴馈电接头(7)和第二同轴馈电接头(8)；所述第一金属层(2)、介质基片(1)、第二金属层(3)的形状相同并依次叠加构成基片集成波导腔结构；

所述介质基片(1)、第一金属层(2)、第二金属层(3)沿边缘均布若干金属化通孔(4)以形成谐振腔，并在所述谐振腔的腔体中心设置第一金属化扰动通孔(5)，在所述谐振腔的腔体上还设置有第二金属化扰动通孔(6)；所述第一同轴馈电接头(7)自上至下贯穿第一金属层(2)、介质基片(1)、第二金属层(3)并固定在所述第二金属层(3)上，所述第二同轴馈电接头(8)自下至上贯穿第二金属层(3)、介质基片(1)、第一金属层(2)并固定在所述第一金属层(2)上。

2.如权利要求1所述的一种基于同轴馈电的基片集成波导三模滤波器，其特征在于，所述第一金属层(2)、介质基片(1)、第二金属层(3)的形状包括但不限于多边形或者圆形中的任意一种。

3.如权利要求1所述的一种基于同轴馈电的基片集成波导三模滤波器，其特征在于，所述第二金属化扰动通孔(6)设置在所述基片集成波导腔结构的任意对角线上。

4.如权利要求3所述的一种基于同轴馈电的基片集成波导三模滤波器，其特征在于，所述第一同轴馈电接头(7)、第二同轴馈电接头(8)相对设置在第一金属化扰动通孔(5)两侧；

所述第一同轴馈电接头(7)与第一金属化扰动通孔(5)位置所形成的直线与所述基片集成波导腔结构的某一对角线形成一定的第一夹角θ1；且所述第二同轴馈电接头(8)与第一金属化扰动通孔(5)位置所形成的直线与所述对角线形成一定的第二夹角θ2，所述第一夹角θ1与第二夹角θ2的角度值不同。

5.如权利要求1所述的一种基于同轴馈电的基片集成波导三模滤波器，其特征在于，所述金属化通孔(4)的形状为圆形。

说明书

一种同轴馈电基片集成波导三模宽带滤波器

技术领域

[0001] 本发明涉及微波技术领域，尤其涉及一种同轴馈电基片集成波导三模滤波器。

背景技术

[0002] 自从基片集成波导这一概念被提出之后，受到了国内外各大学者和工程师的关注，其有介质填充的矩形波导相似的优点：低插入损耗，易加工，易集成化等。

[0003] 国内外现有的基于基片集成波导的三模滤波器结构，多存在带宽较窄，损耗较大，且带宽无法实现一定范围的变化的缺陷。

发明内容

[0004] 基于此，为解决现有技术所存在的不足，特提出了一种易实现且结构简单，带宽可控的基于同轴馈电的基片集成波导三模滤波器。

[0005] 为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种基于同轴馈电的基片集成波导三模滤波器，包括：介质基片、第一金属层、第二金属层、第一同轴馈电接头和第二同轴馈电接
头；所述第一金属层、介质基片、第二金属层的形状相同并依次叠加构成基片集成波导腔结
构；所述介质基片、第一金属层、第二金属层沿边缘均布若干金属化通孔以形成谐振腔，并
在所述谐振腔的腔体中心设置第一金属化扰动通孔，在距离所述第一金属化扰动通孔一定
位置处的腔体上设置第二金属化扰动通孔；所述第一同轴馈电接头自上至下贯穿第一金属
层、介质基片、第二金属层并固定在所述第二金属层上，所述第二同轴馈电接头自下至上贯
穿第二金属层、介质基片、第一金属层并固定在所述第一金属层上。

[0006] 进一步的，所述第一金属层、介质基片、第二金属层的形状包括但不限于多边形或者圆形中的任意一种。

[0007] 进一步的，当所述基片集成波导腔结构的形状为中心对称结构时，所述第二金属化扰动通孔设置在所述基片集成波导腔结构的任意对角线上。

[0008] 进一步的，所述第一同轴馈电接头、第二同轴馈电接头相对设置在第一金属化扰动通孔两侧；所述第一同轴馈电接头与第一金属化扰动通孔位置所形成的直线与所述基片
集成波导腔结构某一对角线形成一定的第一夹角θ1；且所述第二同轴馈电接头与第一金属
化扰动通孔位置所形成的直线与所述对角线形成一定的第二夹角θ2，所述第一夹角θ1与第
二夹角θ2的角度值不同。

[0009] 进一步的，所述金属化通孔的形状为圆形。

[0010] 本发明所公开的一种同轴馈电基片集成波导三模滤波器，通过一个中心对称形状的具有金属化通孔的介质基板为一个腔体，以介质基板的任一对角线为基础设置同轴馈电
点，在腔体内的特定位置设置金属化扰动通孔，通过改变金属化扰动通孔的直径或距离参
数，达到改变单个腔体内部的第一个和第三个工作频率，形成一个完整的通带，结构简单，
现这种三模滤波器具有低损耗，低辐射，较宽的阻带，高功率容量、高集成度的特点，十分适
合于高集成度，低损耗的通信前端。

附图说明

[0011] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发
明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以
根据这些附图获得其他的附图。

[0012] 图1是本发明基于同轴馈电的基片集成波导三模滤波器的结构示意图；

[0013] 图2所示的是基于同轴馈电的基片集成波导三模滤波器以正方形介质基板实现的示意图；

[0014] 图3所示的是基于同轴馈电的基片集成波导三模滤波器以圆形介质基板实现的示意图；

[0015] 图4所示的是基于同轴馈电的基片集成波导三模滤波器以正六边形介质基板实现的示意图；

[0016] 图5是本发明基于同轴馈电的基片集成波导三模滤波器的拓扑结构图；

[0017] 图6是本发明基于同轴馈电的基片集成波导三模滤波器零点变化的频率响应曲线图；

[0018] 图7是本发明具体实施方式中滤波器的频率响应曲线图。

具体实施方式

[0019] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是
本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员
在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0020] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具
体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。可以理解，本发明所使用的术语“第一”、“第二”
等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一
个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一元件称
为第二元件，且类似地，可将第二元件为第一元件。第一元件和第二元件两者都是元件，但
其不是同一元件。

[0021] 一种基于同轴馈电的基片集成波导三模滤波器，包括：介质基片1、第一金属层2、第二金属层3、第一同轴馈电接头7和第二同轴馈电接头8；所述第一金属层2、介质基片1、第
二金属层3的形状相同并依次叠加构成基片集成波导腔结构；所述介质基片1、第一金属层
2、第二金属层3沿边缘均布若干圆形的金属化通孔4以形成谐振腔，并在所述谐振腔的腔体
中心设置第一金属化扰动通孔5，在距离所述第一金属化扰动通孔5一定位置处的腔体上设
置第二金属化扰动通孔6；所述第一同轴馈电接头7自上至下贯穿第一金属层2、介质基片1、
第二金属层3并固定在所述第二金属层3上，所述第二同轴馈电接头8自下至上贯穿第二金
属层3、介质基片1、第一金属层2并固定在所述第一金属层2上，如附图1所示。

[0022] 优选的，在本实施例中，介质基板1的相对介电常数是2.65，介质基板厚度是2mm，滤波器的总平面尺寸是45mm×45mm，本具体实施方式中，通过输入端口输入信号，从第一个
输入馈电同轴接头7同时激励多边形腔内三个模式，传输到第二个输入馈电同轴接头8，经
过输出端口输出。

[0023] 可选的，在本实施例中，所述基片集成波导腔结构的形状为正方形结构时，所述第二金属化扰动通孔6设置在正方形的任意对角线上，所述第一同轴馈电接头7、第二同轴馈
电接头8相对设置在第一金属化扰动通孔5两侧；所述第一同轴馈电接头7与第一金属化扰
动通孔5位于同一对角线上，且所述第二同轴馈电接头8与第一金属化扰动通孔5位置所形
成的直线与所述对角线形夹角θ，如附图2所示。

[0024] 可选的，在本实施例中，所述基片集成波导腔结构的形状为圆形结构时，所述第二金属化扰动通孔6设置在圆形的任意对角线上，所述第一同轴馈电接头7、第二同轴馈电接
头8相对设置在第一金属化扰动通孔5两侧；所述第一同轴馈电接头7与第一金属化扰动通
孔5位置所形成的直线与所述基片集成波导腔结构的某一对角线形成一定的第一夹角θ1；
且所述第二同轴馈电接头8与第一金属化扰动通孔5位置所形成的直线与所述对角线形成
一定的第二夹角θ2，所述第一夹角θ1与第二夹角的角度值θ2不同，如附图3所示。

[0025] 可选的，在本实施例中，所述基片集成波导腔结构的形状为正六边形时时，所述第二金属化扰动通孔6设置在正六边形的任意位置上，所述第一同轴馈电接头7、第二同轴馈
电接头8相对设置在第一金属化扰动通孔5两侧；所述第一同轴馈电接头7与第一金属化扰
动通孔5位置所形成的直线与所述基片集成波导腔结构的某一对角线形成一定的第一夹角
θ1；且所述第二同轴馈电接头8与第一金属化扰动通孔5位置所形成的直线与所述对角线形
成一定的第二夹角θ2，所述第一夹角与第二夹角的角度值不同，如附图4所示。

[0026] 附图5所示的是通过改变第一个输入馈电同轴接头7和第二个输入馈电同轴接头8的偏移角度传输零点的位置变化。

[0027] 附图6所示的是基于同轴馈电的基片集成波导三模滤波器的拓扑结构，R1代表TE10模式，R2代表TE102模式，R3代表TE201模式，通过图1所示的第一输入同轴接头7和第二
输入馈电同轴接头8的位置设置，实现了拓扑结构的符号成立。

[0028] 附图7所示的是基于同轴馈电的基片集成波导三模滤波器的S参数曲线，该滤波器的中心频率5.5GHz，相对带宽为15.8％，通带内的最大插入损耗为0.92，回波损耗优于
15dB，传输零点频率位于6.07GHz。

[0029] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依
然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进
行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术
方案的范围。