一种PCB微带滤波器的制作方法

一种pcb微带滤波器
技术领域
1.本实用新型涉及通讯技术领域，尤其涉及一种滤波器。


背景技术：

2.滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减其他频率成分。利用滤波器的这种选频作用，可以滤除干扰噪声或进行频谱分析。换句话说，凡是可以使信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减或抑制其他频率成分的装置或系统都称之为滤波器。
3.而微带滤波器是滤波器的一种，在微波电路系统中，滤波器的性能对电路的性能指标有很大的影响，因此如何设计出一个具有高性能的滤波器，对设计微波电路系统具有很重要的意义。微带电路具有体积小，重量轻、频带宽等诸多优点，近年来在微波电路系统应用广泛，其中用微带做滤波器是其主要应用之一。
4.由于指标要求与体积要求，不能够直接采购目前市面上存在的现有腔体滤波器，而基于可靠性能考虑，又不能采购现有微带板滤波器用于焊接组装，所以，设计一款满足频率范围8.5ghz~10.5ghz的微带腔体滤波器则非常有必要。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种微带滤波器,解决可靠性与尺寸的问题需求。
6.本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：
7.一种pcb微带滤波器，包括谐振层、设于所述谐振层上层的第一介质层及设于所述谐振层下层的第二介质层，所述谐振层与所述第一介质层、第二介质层形成内嵌式的板式滤波结构，板式滤波结构的边缘贯穿有多个金属化过孔，所述谐振层包括不同形状的、并列布置的九阶谐振带线与两个导线带线，各谐振带线的一端交错设置有接地过孔，所述导线带线一端连通最外侧的所述谐振带线，另一端延伸至滤波器外。
8.通过采用上述方案，形成了内嵌式的板式滤波结构，在现有技术的基础上大幅的缩小了滤波器的尺寸，同时还避免了外部干扰对本系统的影响，起到了屏蔽提高本系统稳定性的效果，还增加了整个系统的结构强度。
9.优选的，所述谐振带线中的第一阶为t形波导耦合带。
10.由于微带滤波器第一阶设计需求的电容量非常小，且必须兼容一定的电感量；因此，通过采用上述方案，减小了微带滤波器第一、二阶之间电容量的同时，还匹配了相应的电感量。
11.优选的，所述谐振带线中的第九阶为l形波导耦合带。
12.由于与所述t形波导耦合带不同的是，该处所述谐振带线不需要考虑与微带滤波器的最有一阶之间的特殊电容效应，只需要考虑所述导线带与对地腔体之间的耦合效应；因此，通过采用上述方案，保证了预期指标的同时，增强了信号处理的效率，避免了同相位
信号之间的相互叠加。
13.优选的，所述第一介质层的上层全面覆盖有第一接地层，所述第二介质层下层全面覆盖有第二接地层，所述第一接地层与所述第二接地层形成对所述谐振层的屏蔽层。
14.通过采用上述方案，起到了引导部分无用信号到地的效果，同时还提高了低电容谐振腔的稳定性与抗干扰能力。
15.优选的，所述第一接地层与所述第二接地层均为铜箔结构，厚度为1oz。
16.通过采用上述方案，使得原材料的采集更为方便、且性价比高。
17.优选的，所述接地过孔偏心设计在所述谐振带线的一端。
18.通过采用上述方案，保证了设计的电容量，同时还减小了谐振带线带来的电感量，避免了设计之间的互相干扰，大幅度的提升了本实用新型的带外抑制效果。
19.优选的，任意相邻所述金属化过孔与所述谐振带线之间形成完整的低电容谐振腔。
20.通过采用上述方案，形成的低电容谐振腔与传统的谐振腔不同，所述低电容谐振腔为非全屏蔽腔，但过孔之间的间距不足以通过使用频段干扰信号，因此既满足了设计需求，又减小了影响设备稳定性的类地电容。
21.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
22.1）内嵌式的板式滤波结构，在现有技术的基础上大幅的缩小了滤波器的尺寸，采用目前加工精度较高的pcb板作为原材料，提高了生产加工的一致性指标与良率，节约了生产成本。
23.2）由于pcb结构限制，相邻铜箔层之间必须使用绝缘介质填充，避免铜箔层之间的相互干扰，所以介质层位置成为信号干扰较为严重的地方，为了避免外部干扰对本系统的影响，设计多个金属化过孔贯穿滤波器边缘，起到了提高系统稳定性的效果，还增加了整个系统的结构强度。
24.3）全覆盖接地层作用为接地层与屏蔽层，在起到引导部分无用信号到地的作用以外，同时还提高了该功能部分的稳定性与抗干扰能力。
25.4）本实用新型采用偏心设计的接地过孔，保证了设计的电容量，同时还减小了谐振带线带来的电感量，避免了设计之间的互相干扰，能够极大程度上提升该滤波器的带外抑制指标。
附图说明
26.图1为本实用新型结构示意图；
27.图2为本实用新型结构剖面示意图；
28.图3为本实用新型电路仿真模型及参数图；
29.图4为本实用新型插入损耗及带外抑制参数仿真结果图；
30.图5为本实用新型回波损耗仿真结果图。
31.图中，1、谐振层；11、谐振带线；12、导线带线；2、第一介质层；21、第一接地层；3、第二介质层；31、第二接地层； 4、接地过孔；5、金属过孔；6、低电容谐振腔。
具体实施方式
32.下面将结合实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
33.根据指标要求，
34.需求设计指标：
35.中心频率：9.5ghz；带宽：2ghz；插入损耗：≤5db；回波损耗：≥8db；带外抑制：≥30db。
36.实际设计指标：
37.中心频率：9.5ghz；带宽：2.7ghz；插入损耗：≤3.8db；回波损耗：≥10db；带外抑制：≥50db。
38.参阅图1
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图5，本实用新型提供一种技术方案：
39.一种pcb微带滤波器，包括谐振层1、设于所述谐振层1上层的第一介质层2及设于所述谐振层1下层的第二介质层3，所述谐振层1与所述第一介质层2、第二介质层3形成内嵌式的板式滤波结构，板式滤波结构的边缘贯穿有多个金属化过孔5，所述谐振层1包括不同形状的、并列布置的九阶谐振带线11与两个导线带线12，各谐振带线11的一端交错设置有接地过孔4，所述导线带线12一端连通最外侧的所述谐振带线11，另一端延伸至滤波器外，所述第一介质层2与所述第二介质层3均为采用介电常数为3.66、温度稳定性及膨胀系数良好的ro4350b作为材料的pcb板，厚度为0.254mm。
40.进一步的，所述谐振带线11中的第一阶为t形波导耦合带。
41.进一步的，所述谐振带线11中的第九阶为l形波导耦合带。
42.进一步的，所述第一介质层2的上面全面覆盖有第一接地层21，所述第二介质层31下面全面覆盖有第二接地层3，所述第一接地层21与所述第二接地层31形成对所述谐振层1的屏蔽层。
43.进一步的，所述第一接地层21与所述第二接地层31均为铜箔层，厚度为1oz。
44.进一步的，所述接地过孔4 偏心设计在所述谐振带线11的一端。
45.进一步的，任意相邻所述金属化过孔5与所述谐振带线11之间形成完整的低电容谐振腔6（图1中示出）。
46.进一步的，所述谐振层1、第一介质层2及第二介质层3的尺寸均为8.5mm*12.8mm。
47.根据设计需求，结合上述方案，并利用仿真软件得到要实现滤波器指标的物理基础参数，参数数据如图3所示。
48.得到的插入损耗及带外抑制参数如图4所示。
49.得到的新型回波损耗参数如图5所示。
50.如仿真结果所示，本实用新型微带滤波器的带外抑制能够满足设计需求。
51.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要
素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
52.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。