有效
一种高选择性的多零点毫米波带通滤波器
葛则业、游彬、刘军
杭州电子科技大学
摘要
本发明公开一种高选择性的多零点毫米波带通滤波器。电磁波通过输入馈线传递到谐振器1,再通过混合耦合传递到谐振器2且通过磁耦合传递到谐振器4。电磁波从谐振器2通过第一连接金属传递到谐振器3此时的耦合为电耦合,电磁波从谐振器3通过混合耦合传递到谐振器4从而传递到输出馈线。由于在谐振器2、谐振器3之间引入了电耦合以及在谐振器1、谐振器2和谐振器3、谐振器4之间引入了混合耦合导致了多零点的产生。本发明基于集总分布结合结构以及IPD技术,引入了MIM电容实现了滤波器尺寸的小型化。
1.一种高选择性的多零点毫米波带通滤波器,从上至下依次包括第一金属层M8(1)、第一介质层P8(2)、第二金属层M7(3)、第二介质层P7(4)、第三金属层M6(5)、第三介质层P6(6)、第四金属层M5(7)、第四介质层P5(8)、第五金属层M4(9)、第五介质层P4(10)、地层M3(11);其特征在于:所述第一金属层M8(1)包括第一上层金属(1-1)、第二上层金属(1-2)、第一连接金属(1-3)、输入馈线(12)、输出馈线(13)、第一上层耦合线(1-4)、第二上层耦合线(1-5)、第一接地板(1-6);所述第一上层金属(1-1)通过第一连接金属(1-3)连接所述第二上层金属(1-2);所述第一上层耦合线(1-4)与所述第一上层金属(1-1)的端部连接;所述第二上层耦合线(1-5)与所述第二上层金属(1-2)的端部连接;所述第一上层金属(1-1)与所述第二上层金属(1-2)为轴对称结构;所述第二金属层M7(3)包括第一下层金属(3-1)、第二下层金属(3-2)、第一下层耦合线(3-3)、第二下层耦合线(3-4)、输入馈线贴片(3-5)、输出馈线贴片(3-6)、第二接地板(3-7);所述第一下层耦合线(3-3)与所述第一下层金属(3-1)的端部连接;所述第二下层金属(3-2)与所述第二下层金属(3-2)的端部连接;所述第一下层金属(3-1)与所述第二下层金属(3-2)为轴对称结构,且两者间留有间隙;所述第一下层金属(3-1)与所述第二上层金属(1-2)结构相同;所述第三金属层M6(5)包括第三上层金属(5-1)、第四上层金属(5-2)、第三接地板(5-3)、第三上层耦合线(5-4)、第四上层耦合线(5-5);所述第三上层耦合线(5-4)与所述第三上层金属(5-1)的端部连接;所述第四上层耦合线(5-5)与所述第四上层金属(5-2)的端部连接;所述第三上层金属(5-1)与所述第四上层金属(5-2)为轴对称结构,且两者间留有间隙;所述第三上层金属(5-1)为所述第一上层金属(1-1)顺时针旋转180°后的结构;所述第四金属层M5(7)包括第三下层金属(7-1)、第四下层金属(7-2)、第四接地板(7-3)、第三下层耦合线(7-4)、第四下层耦合线(7-5);所述第三下层耦合线(7-4)与所述第三下层金属(7-1)的端部连接;所述第四下层耦合线(7-5)与所述第四下层金属(7-2)的端部连接;所述第三下层金属(7-1)与所述第四下层金属(7-2)为轴对称结构,且两者间留有间隙;所述第三下层金属(7-1)与所述第四上层金属(5-2)的结构相同;所述第五金属层M4(9)包括第五接地板(9-1);由第一上层金属(1-1)、第一下层金属(3-1)、以及贯穿第一介质层P8(2)的第一金属化通孔(14)构成第二集总分布结合谐振器;由第二上层金属(1-2)、第二下层金属(3-2)、以及贯穿第一介质层P8(2)的第二金属化通孔(15)构成第三集总分布结合谐振器;所述第一连接金属(1-3)用于第二集总分布结合谐振器与第三集总分布结合谐振器的连接;由第三上层金属(5-1)、第三下层金属(7-1)、以及贯穿第三介质层P6(6)的第三金属化通孔(16)构成第一集总分布结合谐振器;由第四上层金属(5-2)、第四下层金属(7-2)贯穿第三介质层P6(6)的第四金属化通孔(17)构成第四集总分布结合谐振器;第一上层耦合线(1-4)与第三下层耦合线(7-4)间耦合连接,第一下层耦合线(3-3)与第三上层耦合线(5-4)间耦合连接,用于实现第一集总分布结合谐振器、第二集总分布结合谐振器间的耦合;第二上层耦合线(1-5)与第四下层耦合线(7-5)间耦合连接,第二下层耦合线(3-4)与第四上层耦合线(5-5)间耦合连接,用于实现第三集总分布结合谐振器、第四集总分布结合谐振器间的耦合。
2.根据权利要求1所述的通滤波器,其特征在于,所述输入馈线(12)、输出馈线(13)分别通过贯穿第一介质层P8(2)的第五金属化通孔(18)、第六金属化通孔(19)连接输入馈线贴片(3-5)、输出馈线贴片(3-6)。
3.根据权利要求1所述的通滤波器,其特征在于,所述第一接地板(1-6)、第二接地板(3-7)、第三接地板(5-3)、第四接地板(7-3)、第五接地板(9-1)通过贯穿第一介质层P8(2)、第二介质层P7(4)、第三介质层P6(6)、第四介质层P5(8)、第五介质层P4(10)的接地金属化通孔与地层M3(11)连接。
4.根据权利要求1所述的通滤波器,其特征在于,所述输入馈线贴片(3-5)、输出馈线贴片(3-6)分别通过贯穿第二介质层P7(4)的第七金属化通孔(20)、第八金属化通孔(21)与所述第三上层金属(5-1)、第四上层金属(5-2)连接。
5.根据权利要求1所述的通滤波器,其特征在于,所述第一上层金属(1-1)为螺旋形结构,其由内至外包括第一上层微带线(1-1-1)、第二上层微带线(1-1-2)、第三上层微带线(1-1-3)。
6.根据权利要求1所述的通滤波器,其特征在于,第一上层金属(1-1)和第一下层金属(3-1)为不同层构成MIM电容C32;第二上层金属(1-2)和第二下层金属(3-2)为不同层构成MIM电容C33;第三上层金属(5-1)和第三下层金属(7-1)为不同层构成MIM电容C31;第四上层金属(5-2)和第四下层金属(7-2)为不同层构成MIM电容C34;通过调节电容C31、C34的大小调控中心频率;调节电容C32、C33的大小调控中心频率。
7.根据权利要求1所述的通滤波器,其特征在于,通过调节第一集总分布结合谐振器、第二集总分布结合谐振器间的混合耦合调控带宽、通过调节第三集总分布结合谐振器、第四集总分布结合谐振器间的混合耦合调控带宽、通过调节第二集总分布结合谐振器、第三集总分布结合谐振器间的电耦合调控带宽、通过调节第一集总分布结合谐振器、第四集总分布结合谐振器间的磁耦合调控带宽。
8.根据权利要求1-7任一项所述的通滤波器,其特征在于,电磁波通过输入馈线传递到第一集总分布结合谐振器,再通过混合耦合传递到第二集总分布结合谐振器且通过磁耦合传递到第四集总分布结合谐振器;电磁波从第二集总分布结合谐振器通过第一连接金属传递到第三集总分布结合谐振器此时的耦合为电耦合,电磁波从第三集总分布结合谐振器通过混合耦合传递到第四集总分布结合谐振器从而传递到输出馈线;由于在第二集总分布结合谐振器、第三集总分布结合谐振器之间引入了电耦合以及在第一集总分布结合谐振器、第二集总分布结合谐振器和第三集总分布结合谐振器、第四集总分布结合谐振器之间引入了混合耦合导致了多零点的产生。



