一种小型化基片集成脊波导滤波器的制作方法

本发明涉及通信，特别涉及一种小型化基片集成脊波导滤波器。

背景技术：

1、随着5g/6g、物联网、可穿戴设备、车载雷达与卫星通信的快速普及，射频系统向高频化、多频段、高集成、低功耗、极致小型化全面设计。射频前段作为信号收发核心、必须在有限空间完成多通道信号滤波、抗干扰与噪声抑制，传统分立滤波器因体积大，寄生参数显著、集成度低，无法满足系统紧凑布局与高性能要求。

2、小型化滤波器已成为支撑高密度互联、多天线阵列、低功耗终端的关键基础器件，是现代无线通信与智能电子系统实现高性能与小型化协同的核心技术支撑。为突破尺寸与性能的瓶颈，围绕mems滤波器、ltcc多层陶瓷滤波器、基片集成波导滤波器等技术路线快速迭代，依托高精度光刻、薄膜沉积、三维叠层与晶圆级封装，本发明在显著缩减体积的同时，保障高频响应、功率承受与批量一致性。

3、这里的陈述仅提供与本发明有关的背景技术，而并不必然地构成现有技术。

技术实现思路

1、基于前述传统滤波器体积大、集成度低的技术问题，本发明的目的在于在保障滤波器高频响应、功率承受与批量一致性的前提下，实现滤波器的小型化。

2、为了达到上述目的，本发明提供一种小型化基片集成脊波导滤波器，包括：介质基板，用于提供信号传输介质环境；上表面金属和下表面金属，分别覆盖设置在所述介质基板外侧的上表面和下表面；多个通孔，每个通孔贯穿所述介质基板、上表面金属、下表面金属，多个所述通孔按预设路径进行周期性排列，围合形成至少一个谐振腔；其中，至少一个所述谐振腔内设置有多个盲孔，每个所述盲孔贯穿所述上表面金属以及靠近上表面金属的部分介质基板，或贯穿下表面金属以及靠近下表面金属的部分介质基板。

3、其中，所述盲孔内部覆盖金属，周期性间隔排列设置，形成至少一排的脊形结构。

4、其中，所述盲孔周期性间隔排列形成的脊形结构与信号传输方向平行或垂直；当所述脊形结构与信号传输方向平行时，所述脊形结构位于谐振腔腔体中心轴上或者以谐振腔腔体中心轴对称分布。

5、其中，所述盲孔周期性间隔排列形成的至少一排脊形结构仅设置于所述上表面金属上或者仅设置于所述下表面金属上，形成单侧的脊形结构，使得所述谐振腔构成单脊波导谐振腔；

6、或者所述盲孔周期性间隔排列形成的至少一排脊形结构同时设置于所述上表面金属上和下表面金属上，形成双侧的脊形结构，使得所述谐振腔构成双脊波导谐振腔。

7、其中，所述盲孔的直径在0.05mm~0.5mm之间变化，且所述盲孔的直径需小于λ/20；其中，λ为所述介质基板中的工作波长，取值范围为1mm ~300mm。

8、其中，相邻所述盲孔的水平间距在0.1mm~1mm之间变化，且所述水平间距需小于λ/10；其中，λ为所述介质基板中的工作波长，取值范围为1mm ~300mm。

9、其中，当盲孔在某表面金属上形成多排脊形结构的情况下，相邻两排之间的垂直间距需小于λ/10；其中，λ为所述介质基板中的工作波长，取值范围为1mm ~300mm。

10、其中，所述介质基板的厚度h需小于λ/4，盲孔深度h1需小于介质基板的厚度h，通过改变所述盲孔深度h1调节所述谐振腔的谐振频率；其中，λ为所述介质基板中的工作波长，取值范围为1mm ~300mm。

11、其中，多个所述通孔的所述预设路径配置为一侧开口的矩形路径或l形路径或闭合路径，以分别对应形成1/2模谐振腔或1/4模谐振腔或全模谐振腔。

12、其中，所述盲孔设置于所述1/2模谐振腔内或者1/4模谐振腔内；设有盲孔的1/2模谐振腔或者1/4模谐振腔与未设有盲孔的全模谐振腔结合形成交叉耦合滤波器。

13、本发明与现有技术相比具有以下优点：

14、1、小型化效果显著。本发明通过在谐振腔内设置多个盲孔，形成脊形结构，使脊与对面腔体壁间距急剧缩小，电场大量挤压在狭小缝隙间，等效电容显著增大，从而有效降低谐振腔的谐振频率。在同等谐振频率要求下，可大幅缩减腔体物理尺寸，实现滤波器的小型化。此外，所述盲孔技术还可与1/2模谐振腔或1/4模谐振腔技术相结合，形成双重甚至多重小型化，进一步缩减滤波器整体体积。

15、2、设计灵活性强。盲孔的排布方式灵活多变，既可形成单侧脊形结构，也可形成双侧脊形结构，通过调节盲孔深度、直径、间距及排布方式，可灵活改变腔体的谐振频率和工作频带，适应不同频段和不同性能指标的设计需求。

16、3、性能稳定可靠。滤波器相关尺寸约束，保证了盲孔阵列能够等效为连续的金属导电侧壁，使电磁波几乎无法从盲孔间隙处穿透并发生泄露，同时有效控制寄生散射与模式畸变；介质基板厚度约束确保厚度方向电场无法形成半波长驻波分布，严格维持纯净的te10单模传输，避免高次模耦合导致的谐振峰、差损跳变及隔离度恶化等问题。

17、4、工艺兼容性好，适合批量生产。本发明结构简单，加工工艺成熟，盲孔与通孔工艺兼容，无需引入额外的复杂工序或昂贵的辅助元件，易于实现稳定、可重复的批量化生产，成本低，具有良好的工程应用价值和推广前景。

1.一种小型化基片集成脊波导滤波器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的小型化基片集成脊波导滤波器，其特征在于，所述盲孔内部覆盖金属，周期性间隔排列设置，形成至少一排的脊形结构。

3.根据权利要求2所述的小型化基片集成脊波导滤波器，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的小型化基片集成脊波导滤波器，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的小型化基片集成脊波导滤波器，其特征在于，所述盲孔的直径在0.05mm~0.5mm之间变化，且所述盲孔的直径需小于λ/20；其中，λ为所述介质基板中的工作波长，取值范围为1mm ~300mm。

6.根据权利要求4所述的小型化基片集成脊波导滤波器，其特征在于，相邻所述盲孔的水平间距在0.1mm~1mm之间变化，且所述水平间距需小于λ/10；其中，λ为所述介质基板中的工作波长，取值范围为1mm ~300mm。

7.根据权利要求4所述的小型化基片集成脊波导滤波器，其特征在于，当盲孔在某表面金属上形成多排脊形结构的情况下，相邻两排之间的垂直间距需小于λ/10；其中，λ为所述介质基板中的工作波长，取值范围1mm ~300mm。

8.根据权利要求4所述的小型化基片集成脊波导滤波器，其特征在于，所述介质基板的厚度h需小于λ/4，盲孔深度h1需小于介质基板的厚度h，通过改变所述盲孔深度h1调节所述谐振腔的谐振频率；其中，λ为所述介质基板中的工作波长，取值范围为1mm ~300mm。

9.根据权利要求1所述的小型化基片集成脊波导滤波器，其特征在于，多个所述通孔的所述预设路径配置为一侧开口的矩形路径或l形路径或闭合路径，以分别对应形成1/2模谐振腔或1/4模谐振腔或全模谐振腔。

10.根据权利要求9所述的小型化基片集成脊波导滤波器，其特征在于，