多层宽阻带基片集成波导滤波器

本发明属于微波处理，具体涉及一种多层宽阻带基片集成波导滤波器。

背景技术：

1、作为射频微波电路系统中的重要组成器件，滤波器一直往低成本、低功耗、体积小、高功率处理能力、易集成的方向发展。基片集成波导滤波器结合了波导以及平面结构，具备体积小、损耗小、易与平面电路相集成等优点。

2、由于现代通信电路系统的不断发展，宽阻带滤波器在消除不需要的杂波和干扰信号方面的作用，一直受到广泛的关注。目前采用基片集成波导设计的宽阻带滤波器一方面阻带不够宽，一方面又不易集成，很难做到阻带宽的同时又兼具易集成的特点，这大大地限制了宽阻带基片集成波导滤波器的应用范围。

3、为了解决以上问题，这就需要滤波器不仅要有足够的阻带宽度，同时还要保持结构紧凑、易与其他微波电路相集成。因此，急需研究易集成的宽阻带滤波器。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提出一种多层宽阻带基片集成波导滤波器，具有足够的阻带宽度，且易于集成。

2、为了实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

3、一种多层宽阻带基片集成波导滤波器，包括若干个顺次设置的金属基片，相邻金属基片之间设有介质基片；

4、相邻金属基片，以及二者之间的介质基片上对应位置处均贯穿有金属化通孔阵列，构成谐振腔；

5、位于同一层的谐振腔独立设置；

6、位于不同层的谐振腔交错叠放，且通过缝隙阵列连接，其中，所述缝隙阵列平行于波导滤波器主模的磁场方向，且所述缝隙阵列设置在波导滤波器部分高次模的最弱磁场处，并垂直于波导滤波器部分高次模的磁场方向。

7、可选地，所述多层宽阻带基片集成波导滤波器包括相对设置的顶层金属基片和底层金属基片，所述顶层金属基片和底层金属基片之间堆叠有第一中间金属基片和第二中间金属基片；相邻金属基片之间堆叠有介质基片；

8、所述顶层金属基片和第一中间金属基片，以及二者之间的介质基片上对应位置处均贯穿有第一金属化通孔阵列和第三金属化通孔阵列，构成第一谐振腔和第三谐振腔；

9、所述底层金属基片和第二中间金属基片，以及二者之间的介质基片上对应位置处均贯穿有第二金属化通孔阵列，构成第二谐振腔。

10、可选地，所述第一谐振腔、第二谐振腔和第三谐振腔交错叠放，且所述第二谐振腔分别与所述第一谐振腔和第三谐振腔通过缝隙阵列相连。

11、可选地，所述多层宽阻带基片集成波导滤波器包括相对设置的顶层金属基片和底层金属基片，所述顶层金属基片和底层金属基片之间堆叠有第一中间金属基片和第二中间金属基片；相邻金属基片之间堆叠有介质基片；

12、所述顶层金属基片和第一中间金属基片，以及二者之间的介质基片上对应位置处均贯穿有第一金属化通孔阵列、第三金属化通孔阵列和第五金属化通孔阵列，构成第一谐振腔、第三谐振腔和第五谐振腔；

13、所述底层金属基片和第二中间金属基片，以及二者之间的介质基片上对应位置处均贯穿有第二金属化通孔阵列和第四金属化通孔阵列，构成第二谐振腔和第四谐振腔。

14、可选地，所述第一谐振腔、第二谐振腔、第三谐振腔、第四谐振腔和第五谐振腔交错叠放，且所述第二谐振腔分别与所述第一谐振腔和第三谐振腔通过缝隙阵列相连，所述第四谐振腔分别与所述第三谐振腔和第五谐振腔通过缝隙阵列相连。

15、可选地，位于最顶层的金属基片上设置有输入端口和输出端口。

16、可选地，所述输入端口为与第一谐振腔连接的微带线，输出端口为与第二谐振腔连接的微带线。

17、可选地，所述输入端口和输出端口关于滤波器中心对称。

18、可选地，上下两个谐振腔上相互靠近的一侧对应位置处均设有缝隙，所有缝隙共同构成缝隙阵列；所述缝隙阵列的位置和方向应当满足以下要求：

19、缝隙阵列位于tem0n模的磁场最弱处m为3，5，7，…，n为1，2，3，…；与tem0n模的磁场相垂直，m为1，2，3，…，n为3，5，7，…；且缝隙阵列与主模的磁场方向平行。

20、可选地，所述缝隙设于位于金属基片上，且所述缝隙为矩形。

21、与现有技术相比，本发明的有益效果：

22、本发明采用多层基片堆叠的方式，上下两金属基片和上下两金属基片之间的金属化通孔阵列构成谐振腔，上下两谐振腔交错叠放通过缝隙阵列相连接，输入输出端口的共面设置使滤波器结构更加紧凑，更容易与现代微波毫米波电路系统相集成，并且设置的缝隙阵列，在保持主模耦合良好的同时，还可以很好的消除高次模的耦合，达到滤波器宽阻带的性能。

技术特征：

1.一种多层宽阻带基片集成波导滤波器，其特征在于：包括若干个顺次设置的金属基片，相邻金属基片之间设有介质基片；

2.根据权利要求1所述的一种多层宽阻带基片集成波导滤波器，其特征在于：所述多层宽阻带基片集成波导滤波器包括相对设置的顶层金属基片和底层金属基片，所述顶层金属基片和底层金属基片之间堆叠有第一中间金属基片和第二中间金属基片；相邻金属基片之间堆叠有介质基片；

3.根据权利要求2所述的一种多层宽阻带基片集成波导滤波器，其特征在于：所述第一谐振腔、第二谐振腔和第三谐振腔交错叠放，且所述第二谐振腔分别与所述第一谐振腔和第三谐振腔通过缝隙阵列相连。

4.根据权利要求1所述的一种多层宽阻带基片集成波导滤波器，其特征在于：所述多层宽阻带基片集成波导滤波器包括相对设置的顶层金属基片和底层金属基片，所述顶层金属基片和底层金属基片之间堆叠有第一中间金属基片和第二中间金属基片；相邻金属基片之间堆叠有介质基片；

5.根据权利要求4所述的一种多层宽阻带基片集成波导滤波器，其特征在于：所述第一谐振腔、第二谐振腔、第三谐振腔、第四谐振腔和第五谐振腔交错叠放，且所述第二谐振腔分别与所述第一谐振腔和第三谐振腔通过缝隙阵列相连，所述第四谐振腔分别与所述第三谐振腔和第五谐振腔通过缝隙阵列相连。

6.根据权利要求1所述的一种多层宽阻带基片集成波导滤波器，其特征在于：位于最顶层的金属基片上设置有输入端口和输出端口。

7.根据权利要求6所述的一种多层宽阻带基片集成波导滤波器，其特征在于：所述输入端口为与第一谐振腔连接的微带线，输出端口为与第三谐振腔连接的微带线。

8.根据权利要求6所述的一种多层宽阻带基片集成波导滤波器，其特征在于：所述输入端口和输出端口关于滤波器中心对称。

9.根据权利要求1所述的一种多层宽阻带基片集成波导滤波器，其特征在于：上下两个谐振腔上相互靠近的一侧对应位置处均设有缝隙，所有缝隙共同构成缝隙阵列；所述缝隙阵列的位置和方向应当满足以下要求：

10.根据权利要求9所述的一种多层宽阻带基片集成波导滤波器，其特征在于：所述缝隙设于位于金属基片上，且所述缝隙为矩形。

技术总结
本发明公开了一种多层宽阻带基片集成波导滤波器，包括若干个顺次设置的金属基片，相邻金属基片之间设有介质基片；相邻金属基片，以及二者之间的介质基片上对应位置处均贯穿有金属化通孔阵列，构成谐振腔；位于同一层的谐振腔独立设置；位于不同层的谐振腔交错叠放，且通过缝隙阵列连接，其中，所述缝隙阵列平行于波导滤波器主模的磁场方向，且所述缝隙阵列设置在波导滤波器部分高次模的最弱磁场处，并垂直于波导滤波器部分高次模的磁场方向。本发明具有足够的阻带宽度，且易于集成。

技术研发人员：储鹏,冯建国
受保护的技术使用者：南京邮电大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13