[发明专利]一种基于堆叠式介质集成波导的小型化差分带通滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及差分带通滤波器，特别是涉及一种基于堆叠式介质集成波导的小型化差分带通滤波器。

背景技术

严重的噪声干扰是影响电子设备且使之难以发挥最佳性能的因素之一，甚至可能使得整个设备无法正常工作。为了解决这一类问题，很多专家和学者均付出了巨大的努力，并最终将解决这一问题的视点聚焦在了滤波器的身上。滤波器，是通信设备中至关重要和必不可少的器件之一。传统的带通滤波器一般是单端式的，即只有一个信号输入端口和一个信号输出端口，只能对不同频率的信号进行选择滤波，难以抑制共模噪声。而新型的差分带通滤波器则弥补了单端器件在这方面的不足，它具有四个端口，包括两个输入端口和两个输出端口。这样的设计使得差分滤波器可以对差模信号进行正常频率选择的同时，又可以较好地对共模噪声进行抑制。很多研究学者都做了关于差分滤波器的深入研究和设计，以使得这些器件可以满足差模和共模的双重要求。然而，现有技术中的差分滤波器的共模抑制能力并不理想且其尺寸也比较大，不能满足现代通信要求的小型化等条件。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种共模抑制能力较强、尺寸较小的基于堆叠式介质集成波导的小型化差分带通滤波器。

技术方案：为达到此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明所述的一种基于堆叠式介质集成波导的小型化差分带通滤波器，包括两个结构相同、上下反向堆叠的介质集成波导谐振器，两者的金属接地层重合，通过设于金属接地层上的耦合缝隙实现信号的耦合，且两者关于滤波器的中心对称；介质集成波导谐振器包括介质基板和设于介质基板上下表面的金属层与金属接地层，金属层包括位于中间的金属贴片，金属贴片的一边通过介质集成波导与微带线的转换结构连接第一微带线和第二微带线，介质基板中贯穿设有一圈连接金属贴片与金属接地层的金属化过孔，金属贴片、金属化过孔和金属接地层共同围成介质集成波导谐振腔。

进一步，所述介质集成波导与微带线的转换结构为微带线导带与金属贴片之间的缝隙。

进一步，所述微带线导带与金属贴片之间缝隙的宽度s为0.15mm，缝隙的长度l_c为3.5mm。

进一步，所述金属贴片的形状为轴对称图形，所述第一微带线与第二微带线关于金属贴片的对称轴对称。

进一步，所述每个介质集成波导谐振器的耦合缝隙的个数为六个，形状均为矩形，其中，第一耦合缝隙、第二耦合缝隙和第三耦合缝隙为一组，第四耦合缝隙、第五耦合缝隙和第六耦合缝隙为另一组，第一耦合缝隙与第六耦合缝隙、第二耦合缝隙与第五耦合缝隙以及第三耦合缝隙与第四耦合缝隙分别关于金属接地层对称轴对称，且第一耦合缝隙与第三耦合缝隙关于第二耦合缝隙对称，第四耦合缝隙与第六耦合缝隙关于第五耦合缝隙对称；两个介质集成波导谐振器的耦合缝隙上下两两对应、位置吻合。

进一步，所述六个耦合缝隙的宽度w_c均为0.6mm，第二耦合缝隙和第五耦合缝隙的长度l_c1均为2mm，第一耦合缝隙、第三耦合缝隙、第四耦合缝隙和第六耦合缝隙的长度l_c2均为4mm。

进一步，所述金属贴片的形状为矩形。

进一步，所述两个介质集成波导谐振器中，一个介质集成波导谐振器的第一微带线与第二微带线均作为信号的输入端口，另一个介质集成波导谐振器的第一微带线与第二微带线均作为信号的输出端口。

进一步，所述介质基板的相对介电常数为2.2，厚度为0.254mm，正切损耗角大小为0.0009。

进一步，所述第一微带线与第二微带线的线宽w₀均为0.8mm，金属化过孔的直径d为1mm，金属化过孔的间距g为0.8mm，介质集成波导谐振腔的长度l为18mm，介质集成波导谐振腔的宽度w为14mm。

有益效果：本发明具有以下的有益效果：

1、本发明采用介质集成波导腔体结构，相对于微带线等具有更高的Q值和更高的功率承载能力；

2、本发明具有较小的差模通带插入损耗，较大的回波损耗，陡峭的边缘选择特性，较高的共模抑制特性；

3、本发明采用介质集成波导堆叠的设计方案，能够实现滤波器的小型化，使得滤波器尺寸减小了50％；

4、本发明结构简单，仅需要两个耦合的介质集成波导谐振器；

5、本发明相对于高温共烧陶瓷等多层技术，加工和测试简便，成本低。

附图说明

图1为本发明的滤波器的立体图；

图2为本发明的滤波器的侧视图；