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专利号: 2021116382006
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.微波毫米波双频带滤波交叉结,为中心对称结构,其特征在于包括:第一介质基板;

第二介质基板,位于所述第一介质基板的下方;

工作在微波频带的微带滤波交叉结;

工作在毫米波频带的SIW滤波交叉结,位于微带滤波交叉结的下方;

馈电微带线;

其中,所述微带滤波交叉结位于第一介质基板顶层,其包括方环形谐振器、位于方环形谐振器四周的四个开环谐振器;所述四个开环谐振器呈中心对称分布;所述方环形谐振器与所述四个开环谐振器间存在一定的缝隙;

四个开环谐振器的一端均靠近方环形谐振器,另一端作为微带滤波交叉结的端口,并均通过一根转接微带线接低通滤波器的输出端;低通滤波器的输入端接馈电微带线的一端,馈电微带线的另一端作为双频交叉结端口;

所述SIW滤波交叉结由中间层金属地、底层金属地通过贯穿第二介质基板的周期性分布的金属孔构成,其包括SIW方形谐振腔,设置在SIW方形谐振腔四周的四个SIW矩形谐振腔,与四个SIW矩形谐振腔连接的四个SIW馈电部分;

所述中间层金属地开有四个耦合缝隙;四个耦合缝隙分别处于四条馈电微带线的正下方相对位置,即耦合缝隙位于双频交叉结端口与低通滤波器之间位置的下方;且四个耦合缝隙分别相对应位于SIW滤波交叉结的四个SIW馈电部分内部。

2.根据权利要求1所述的微波毫米波双频带滤波交叉结,其特征在于SIW滤波交叉结的中心频率为28GHz,微带滤波交叉结的中心频率为2.4GHz。

3.根据权利要求1所述的微波毫米波双频带滤波交叉结,其特征在于SIW方形谐振腔的工作模式为TE201模和TE102模,四个SIW矩形谐振腔的工作模式为TE101模。

4.根据权利要求1所述的微波毫米波双频带滤波交叉结,其特征在于每个耦合缝隙与最近距离低通滤波器的距离L1为双频带滤波交叉结高频带中心频率对应的四分之一波长;

耦合缝隙长度Lap为毫米波信号中心频率对应的二分之一波长。

5.根据权利要求1所述的微波毫米波双频带滤波交叉结,其特征在于方环形谐振器和开环谐振器的谐振频率对应低频带中心频率,调节方环形谐振器的长度以及开环谐振器的尺寸调节谐振频率。

6.根据权利要求1所述的微波毫米波双频带滤波交叉结,其特征在于方环形谐振器的宽度对应50欧姆微带阻抗。

7.根据权利要求1所述的微波毫米波双频带滤波交叉结,其特征在于开环谐振器为阶梯阻抗谐振器,包括第一阻抗微带线、第二阻抗微带线、中间阻抗微带线、第三阻抗微带线、第四阻抗微带线;第一阻抗微带线和第四阻抗微带线与中间阻抗微带线平行放置,且第一阻抗微带线和第四阻抗微带线间存在开口;第二阻抗微带线与第一阻抗微带线垂直设置,第二阻抗微带线的两端分别与第一阻抗微带线和中间阻抗微带线的一端相连;第三阻抗微带线与第四阻抗微带线垂直设置,第三阻抗微带线的两端分别与第四阻抗微带线和中间阻抗微带线的另一端相连。

8.根据权利要求7所述的微波毫米波双频带滤波交叉结,其特征在于第一阻抗微带线和第四阻抗微带线结构尺寸相同,即宽度WS1和长度LS1相同,宽度WS1对应23.1欧姆微带阻抗;第二阻抗微带线和第三阻抗微带线结构尺寸相同,即宽度WS2和长度LS2相同,第二阻抗微带线的长度LS2比第一阻抗微带线的长度LS1长,宽度WS2比第一阻抗微带线、第二阻抗微带线的宽度WS1窄,宽度WS2对应105.5欧姆微带阻抗;中间阻抗微带线的长度LS3比第二阻抗微带线的长度LS2长,宽度WS3比第一阻抗微带线的宽度WS1窄,比第二阻抗微带线的宽度WS2宽,宽度WS3对应50欧姆微带阻抗。

9.根据权利要求1所述的微波毫米波双频带滤波交叉结,其特征在于所述SIW馈电部分和SIW矩形谐振腔连接部分的中心开有耦合窗口一,耦合窗口一处无金属化通孔设置;所述矩形谐振腔和SIW方形谐振腔连接部分的中心开有耦合窗口二,耦合窗口二处无金属化通孔设置。

10.根据权利要求1所述的微波毫米波双频带滤波交叉结,其特征在于调节谐振腔的长度Lvia和宽度Wvia,调节SIW滤波交叉结的中心频率;调节耦合窗口一的宽度Wc1和耦合窗口二的宽度Wc2,实现SIW滤波交叉结的阻抗匹配。