专利名称：Siw谐振器及其加工方法
技术领域：
本发明属于微波平面电路设计领域，涉及一种SIW谐振器，特别涉及一种具有中间空气层的SIW谐振器，以及该谐振器的加工方法。
背景技术：
基片集成波导(SIW)是近几年来风靡国际的微波小型化技术，得到了学术界的极大关注。采用该技术设计完成的平面无源电路，其无载Q值可以从几十提高到几百，上升了一个数量级，而体积重量都可以接受；更重要的是这些电路可以和其它平面电路无缝连接，成本低廉，加工便捷。随着对基片集成波导的深入研究，基片集成波导的应用局限性也充分暴露，该种平面无源电路在对传输线形式的宽带电路获得良好效果的同时，对于窄带特性的谐振器类电路就略显不足。但是如果能进一步提高无载Q值，将使一些高带外抑制的无源窄带器件也能用平面电路设计，将对电路集成化和星载部件小型化轻量化起到推进作用。谐振器是广泛应用于各种微波毫米波电路中的电路基本单元之一。微波滤波器和频率源的设计以谐振器为基础。该谐振器单元的性能特性决定这类产品的主要性能特性。谐振器单元的无载Q值，直接对应滤波器和振荡器的频率选择特性。几乎所有通信信道都离不开滤波器和振荡器，它们的特性都直接影响信道特性。提高如谐振器部这类基本单元的传输特性，以此单元为基础的通信系统特性也将有所改善。
发明内容
本发明解决的技术问题是:一方面，本发明提供了一种SIW谐振器，通过设置中间空气层，减弱了不利于Q值的因素，提高了无载品质因数Q值。另一方面，本发明提供了一种SIW谐振器的加工方法，通过该方法可以在SIW谐振器中设置中间空气层，从而通过改变SIW谐振器的结构形式，实现了提高SIW谐振器Q值的目的。为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下:本发明一方面提供了一种SIW谐振器，在所述SIW谐振器中，设有中间空气层。进一步的，所述中间空气层为正方形或圆形。进一步的，所述中间空气层的厚度为所述SIW谐振器基板厚度的1/4 1/3 ;所述中间空气层的面积为所述基板面积的25% 80%。进一步的，所述SIW谐振器为构成滤波器，多工器和振荡器的基本单元。进一步的，所述SIW谐振器为多层结构。本发明另一方面提供了一种SIW谐振器的加工方法，包括以下步骤:将单个SIW谐振器的厚度进行扩展；在厚度扩展后的所述SIW谐振器内部设置中间空气层；调整所述中间空气层的厚度和面积， 使所述SIW谐振器的无载品质因数和谐振点满足设计要求。进一步的，所述厚度扩展后的所述SIW谐振器的厚度为n*t，其中，η为自然数。进一步的，采用PCB、MEMS或LTCC对所述单个SIW谐振器的厚度进行扩展。本发明与现有技术相比具有如下优点:本发明给出了一种通过设计提高多层PCB工艺实现的SIW谐振器无载Q值，打破了现有SIW谐振器无载Q值依赖于PCB板材的现状。采用该方法可以在几百到几千根据设计需要设计相应的空气加载SIW谐振器，大大提高了以PCB工艺为基础的SIW谐振器无载Q值的选择范围。大幅度降低加工成本，提高集成化程度。同时，由于无载Q值的可设计，有可能为微波滤波器的设计带来新的发展领域。
图1为本发明实施例SIW谐振器结构示意图；图2为SIW谐振器沿图1中A-A的剖视图；图3为本发明实施例加工方法流程图。
具体实施例方式下面就结合附图对本发明做进一步介绍。本发明所述SIW谐振器为组成滤波器，多工器和振荡器的基本单元，其无载Q值，直接对应滤波器和振荡器的频率选择特性。若能进一步提高无载Q值，将使一些高带外抑制的无源窄带器件也能用平面电路设计，将对电路集成化和星载部件小型化轻量化起到推进作用。如图1、2所示，本发明SIW谐振器为单个SIW谐振器经厚度扩展后的获得的，在其内部设置有中间空气层，该中间空气层所设位置为SIW谐振器基板的中间。通过添加该中间空气层，可以提高SIW谐振器的无载品质因数Q。在设置中间空气层时，该中间空气层的形状、体积及面积对Q值均有影响。在本发明实施例中，中间空气层的形状可采用的正方形或圆形。为获得上述SIW谐振器，本发明通过以下方法进行加工，操作流程如图3。( I)将单个SIW谐振器的厚度进行扩展现有技术中，单个SIW谐振器的厚度为t，对其进行扩展后，将其扩展为厚度为n*t的SIW谐振器。具体操作时，可采用PCB、MEMS或LTCC工艺。其中，当采用PCB工艺时，对单个SIW谐振器进行扩展后形成的厚度为n*t的SIW谐振器为多层结构。该厚度的倍数η受PCB的加工工艺限制，在工艺允许的情况下，对单个SIW谐振器进行最大限度的扩展，例如，当能够获得4倍厚度时，则将单个SIW谐振器的厚度扩展为4t。(2)在厚度扩展后的所述SIW谐振器内部设置中间空气层。中间空气层可设置为正方形或圆形，其位置要设置于谐振器基板的中间部位。在第一实施例中，若中间空气层为正方形，在厚度扩展后的SIW谐振器基板的厚度的中间区域加入空气层，其厚度一般为整个基板厚度的1/4 1/3，其面积一般为原基板面积的25% 80%。(3)计算改变后的谐振器频率与无载Q值。
如果此时的无载Q值达到要求则进行下一步。否则增加空气层的厚度使改动后的SIff谐振器无载Q值达到要求。(4)如果此时的Q值满足要求，计算空气加载后谐振频率与原谐振器谐振频率的比值，以此比值调整空气加载后的谐振器边长，使其谐振点与要求谐振频率一致，查看此时的频率和无载Q值，完成无载Q值的提升设计。依照已设计好的空气加载SIW谐振器为基本单元进行部件的设计工作。在第二实施例中，若中间空气层为圆形，则其厚度的扩展与正方形一致，并使扩展后的中间空气层厚度为整个SIW谐振器基板厚度的1/4 1/3，并按照中间空气层面积为基板面积25% 80%的要求，设置其半径。本发明未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。
权利要求
1.一种SIW谐振器，其特征在于，在所述SIW谐振器中，设有中间空气层。
2.如权利要求1所述谐振器，其特征在于，所述中间空气层为正方形或圆形。
3.如权利要求1或2所述谐振器，其特征在于，所述中间空气层的厚度为所述SIW谐振器基板厚度的1/4 1/3 ;所述中间空气层的面积为所述基板面积的25% 80%。
4.如权利要求1所述谐振器，其特征在于，所述SIW谐振器为构成滤波器，多工器和振荡器的基本单兀。
5.如权利要求1 4中任一所述谐振器，其特征在于，所述SIW谐振器为多层结构。
6.一种SIW谐振器的加工方法，其特征在于，包括以下步骤: 将单个SIW谐振器的厚度进行扩展； 在厚度扩展后的所述Siw谐振器内部设置中间空气层； 调整所述中间空气层的厚度和面积，使所述Siw谐振器的无载品质因数和谐振点满足设计要求。
7.如权利要求6所述加工方法，其特征在于，所述厚度扩展后的所述SIW谐振器的厚度为n*t，其中，η为自然数。
8.如权利要求6中任一所述加工方法，其特征在于，采用PCB、MEMS或LTCC对所述单个SIW谐振器的厚度进行扩展。
全文摘要
本发明公开了一种SIW谐振器，在该所述SIW谐振器中，设有中间空气层。通过设置中间空气层，减弱了不利于Q值的因素，提高了无载品质因数Q值。同时本发明还提供了一种SIW谐振器的加工方法，步骤为将单个SIW谐振器的厚度进行扩展；在厚度扩展后的所述SIW谐振器内部设置中间空气层。通过该方法可以在SIW谐振器中设置中间空气层，从而通过改变SIW谐振器的结构形式，实现了提高SIW谐振器Q值的目的。
文档编号H01P11/00GK103178321SQ20131006009
公开日2013年6月26日 申请日期2013年2月26日 优先权日2013年2月26日
发明者禹旭敏, 张群, 崔宗涛, 李秋强, 孙鸿洋 申请人:西安空间无线电技术研究所