CN116031599A - 基于介质集成悬置线复合谐振器的滤波器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于介质集成悬置线复合谐振器的滤波器，包括从上而下依次设置的五层介质基板；每层介质基板的上下两层均为覆铜金属板，第二层介质基板、第五层介质基板中部形成空气腔体；第五金属层的双端口网络的滤波器包括第一谐振器、第二谐振器、第三谐振器，第一谐振器与第二谐振器通过第一高阻抗线连接；第六金属层的双端口网络的滤波器包括第四谐振器、第五谐振器、第六谐振器，第五谐振器与第六谐振器通过第二高阻抗线连接；第一谐振器与第四谐振器，第二谐振器与第五谐振器，第三谐振器与第六谐振器均通过金属化过孔连接。本发明充分发挥介质集成悬置线平台的优势，实现谐振器的小型化，进而实现滤波器的小型化。
Description
技术领域
本发明涉及射频微波电路技术领域，特别是涉及一种基于介质集成悬置线复合谐振器的滤波器。
背景技术
现代通信系统中，带通滤波器能够允许特定频段的信号通过、抑制不需要的频段，在雷达、接收机、通信基站等系统中具有广泛的应用。小型化、高集成度以及高稳定性日益成为滤波器研究的热点。介质集成悬置线电路因为具有低损耗、自封装特性，已经成功应用于多种滤波器结构的设计之中。由于介质集成悬置线集成了多层电路，充分利用其可多层布置电路的优势，可实现滤波器的高度集成化。滤波器的小型化需要谐振器具有较小的尺寸。作为滤波器核心结构，谐振器的小型化对实现高性能滤波器具有至关重要的作用。新型谐振器的设计已成为实现高性能滤波器的关键，如何设计小型化的高性能滤波器成为要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种基于介质集成悬置线复合谐振器的滤波器，该滤波器具有小型化、低插损以及高选择性，可实现N+2个可控传输零点(N为滤波器阶数)。
为实现本发明的目的所采用的技术方案是：
一种基于介质集成悬置线复合谐振器的滤波器，包括从上而下依次设置的五层介质基板；每层介质基板的上下两层均为覆铜金属板，形成上下两层金属层，从而形成五层电路板，对第二层介质基板以及第五层介质基板的中部进行部分介质切除形成空气填充的腔体；谐振器位于第三层介质基板的上下层的第五金属层与第六金属层；位于第五金属层的双端口网络的滤波器的输入端口位于第五金属层，包括依次间隔开布置的第一谐振器、第二谐振器、第三谐振器，第一谐振器与第二谐振器通过第一高阻抗线连接，第一滤波器与输入端口连接；位于第六金属层的双端口网络的滤波器的输出端口位于第六金属层，包括依次间隔开布置的第四谐振器、第五谐振器、第六谐振器，第五谐振器与第六谐振器通过第二高阻抗线连接，第六谐振器与输出端连接；第一谐振器与第四谐振器，第二谐振器与第五谐振器，第三谐振器与第六谐振器均通过金属化过孔连接。
本发明通过多层电路技术，将谐振器布置在不同的电路层，形成多层复合谐振器结构，通过金属化过孔将多层电路结构进行连接，形成复合谐振器，可充分发挥介质集成悬置线平台的优势，实现谐振器的小型化，进而实现滤波器的小型化。基于复合谐振器设计的滤波器，可实现N+2个传输零点，且所有零点均灵活可控，具有极高的带外滚降。
附图说明
图1是本发明的基于介质集成悬置线的复合谐振器滤波器结构示意图；
图2是本发明的复合谐振器在第五金属层的结构示意图；
图3是本发明的复合谐振器在第六金属层的结构示意图；
图4是本发明的基于新型复合谐振器的滤波器S参数仿真示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本申请的基于介质集成悬置线的复合谐振器滤波器，基于介质集成悬置线平台，利用多层电路结构设计多层复合谐振器；基于所提出的复合谐振器设计具有高选择性的滤波器，提出的滤波器结构可以实现N+2个传输零点，而且具有自封装、低插损以及易于集成的特性。
如图1至图3所示，本发明实施例的基于介质集成悬置线的复合谐振器滤波器，由多层电路板堆叠而成，包括从上而下依次设置的第一介质基板1、第二介质基板2、第三介质基板3、第四介质基板4、第五介质基板5；每层介质基板的上下两层均为覆铜金属板，形成上下两层金属层，介质层(介质基板)均为FR4，从而形成五层电路板，所述金属层由上而下依次为第一金属层10、第二金属层11、第三金属层20、第四金属层21、第五金属层30、第六金属层31、第七金属层40、第八金属层41、第九金属层50、第十金属层51；对介质基板2以及介质基板5进行部分介质切除形成空气填充的腔体；复合谐振器滤波器的谐振器在第五金属层50以及第六金属层51设计。
其中，为了形成封闭的腔体结构，在每层电路板上都打金属化通孔，并贯穿所有金属层以及介质基板，多层电路板通过铆钉进行连接，形成自封装结构。
其中，每层介质基板的厚度均为0.53mm，每层覆铜金属板厚度为0.035mm。
如图2所示，位于第五金属层30的滤波器为双端口网络，输入端口100位于第五金属层30(第三介质基板3的上层)，为三阶滤波器，包括依次间隔开布置的第一滤波器61、第二谐振器62、第三滤波器63，通过第一高阻抗线71连接第一滤波器61、第二滤波器62，第一滤波器61与输入端口100连接。
如图3所示，位于第六金属层31的滤波器为双端口网络，输出端口200位于第六金属层31(第三介质基板3的下层)，为三阶滤波器，包括依次间隔开布置的第四谐振器64、第五谐振器65、第六谐振器66，通过第二高阻抗线81连接第五谐振器62、第六谐振器63，第六谐振器63与输出端200连接。
其中，第一谐振器61与第四谐振器64，第二谐振器62与第五谐振器65，第三谐振器63与第六谐振器66均通过金属化过孔300连接。
本发明中，所述滤波器为直线型结构，含有三个反射零点以及五个传输零点。本发明的复合谐振器具有双重概念，首先是谐振器具有复合结构，即基于多层电路版进行各种结构设计并通过金属化过孔对谐振器连接。其次是功能复合性，即一个复合谐振器可在不同的外部激励条件下，实现多个传输零点。
本申请实施例的基于介质集成悬置线的复合谐振器滤波器，最终实现的S参数图，如图4所示，纵轴为S参数(S11与S21)，单位为dB；横轴为频率，单位为GHz，所涉及的滤波器，通带中心在3.45GHz处，带内有3传输极点，带外有5个传输零点，能够在一定频率范围内，实现极好的带外抑制。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明；
因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (5)
1.基于介质集成悬置线复合谐振器的滤波器，其特征在于，包括从上而下依次设置的五层介质基板；每层介质基板的上下两层均为覆铜金属板，形成上下两层金属层，从而形成五层电路板，对第二层介质基板以及第五层介质基板的中部进行部分介质切除形成空气填充的腔体；谐振器位于第三层介质基板的上下层的第五金属层与第六金属层；位于第五金属层的双端口网络的滤波器的输入端口位于第五金属层，包括依次间隔开布置的第一谐振器、第二谐振器、第三谐振器，第一谐振器与第二谐振器通过第一高阻抗线连接，第一滤波器与输入端口连接；位于第六金属层的双端口网络的滤波器的输出端口位于第六金属层，包括依次间隔开布置的第四谐振器、第五谐振器、第六谐振器，第五谐振器与第六谐振器通过第二高阻抗线连接，第六谐振器与输出端连接；第一谐振器与第四谐振器，第二谐振器与第五谐振器，第三谐振器与第六谐振器均通过金属化过孔连接。
2.根据权利要求1所述基于介质集成悬置线复合谐振器的滤波器，其特征在于，在每层电路板上打金属化通孔并贯穿所有金属层以及介质基板，多层电路板通过铆钉连接，形成自封装结构。
3.根据权利要求2所述基于介质集成悬置线复合谐振器的滤波器，其特征在于，所述滤波器为直线型结构，含有三个反射零点以及五个传输零点。
4.根据权利要求1所述基于介质集成悬置线复合谐振器的滤波器，其特征在于，所述的介质基板均为FR4。
5.根据权利要求1所述基于介质集成悬置线复合谐振器的滤波器，其特征在于，每层介质基板的厚度均为0.53mm，每层覆铜金属板厚度为0.035mm。
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