一种小型化低损耗毫米波滤波器及射频前端系统

本发明涉及通信领域，特别涉及一种小型化低损耗毫米波滤波器及射频前端系统。

背景技术：

1、滤波器是无线射频前端系统的重要组成器件，滤波器的小型化和低损耗对射频前端系统的小型化、低功耗和高效率具有重要影响。常规微带或lc集总元件的滤波器具有较小的尺寸，但其所能实现的元件q值较低，滤波器难以实现低损耗。为了解决这个问题，通过采用介质集成波导(siw)的谐振器可以实现较高的q值，但是siw结构的谐振器尺寸大，基于siw谐振器所实现的滤波器面临尺寸大的问题。随着无线技术的发展，射频前端系统向着小型化的方向发展对滤波器等射频器件的小型化提出了更高的要求，尤其是在毫米波频段，射频功放、开关、低噪放等前端电路基本都集成在尺寸非常小的芯片内，要将滤波器与其他前端芯片进行集成，滤波器的小型化具有重要需求。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的目的在于提供一种小型化低损耗毫米波滤波器及射频前端系统。

2、本发明的目的通过以下技术方案实现：

3、一种小型化低损耗毫米波滤波器，包括两层叠加设置的介质基板、谐振器及馈电结构，两层介质基板的上表面、中间及下表面分别设置第一金属层、第二金属层及第三金属层；

4、所述谐振器的数量至少两个，至少两个谐振器顺次耦合；

5、所述馈电结构包括第一馈电结构及第二馈电结构，所述第一馈电结构及第二馈电结构与顺次耦合中位于首末两端的谐振器连接，通过调节连接位置，控制滤波器输入端及输出端的外部品质因数。

6、进一步，所述谐振器的结构相同，均包括一块金属片和金属通孔，所述金属片设置在第二金属层，所述金属片通过所述金属通孔与第三金属层连接。

7、进一步，所述第一馈电结构及第二馈电结构的结构相同，均包括上层金属片、下层金属片及馈电金属通孔；所述上层金属片设置在第一金属层，下层金属片设置在第二金属层，所述馈电金属通孔用于连接上层金属片及下层金属片。

8、进一步，第一馈电结构的下层金属片与位于首位谐振器的金属片连接，通过调节的连接位置控制两者之间的耦合量，即滤波器的输入端外部品质因数。

9、进一步，第二馈电结构的下层金属片与位于末位谐振器的金属片连接，通过调节的连接位置控制两者之间的耦合量，即滤波器的输入端外部品质因数。即滤波器的输出端外部品质因数。

10、进一步，在首末两端谐振器之间设置n个谐振器，实现高阶滤波器响应或增加传输零点。

11、进一步，所述第一金属层上设置开槽。

12、进一步，所述第一金属层、第二金属层及第三金属层采用金属通孔连接。

13、进一步，滤波器为对称结构。

14、一种射频前端系统，包括所述的小型化低损耗毫米波滤波器。

15、与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：

16、本发明采用基于金属贴片和金属通孔的谐振器，相比传统的微带或lc谐振器具有更高的q值，从而可以实现滤波器的低损耗；相比siw谐振器，具有更小的尺寸，同时也保持了较高的q值，因此具有小型化和低损耗的特点。

技术特征：

1.一种小型化低损耗毫米波滤波器，其特征在于，包括两层叠加设置的介质基板、谐振器及馈电结构，两层介质基板的上表面、中间及下表面分别设置第一金属层、第二金属层及第三金属层；

2.根据权利要求1所述的小型化低损耗毫米波滤波器，其特征在于，所述谐振器的结构相同，均包括一块金属片和金属通孔，所述金属片设置在第二金属层，所述金属片通过所述金属通孔与第三金属层连接。

3.根据权利要求2所述的小型化低损耗毫米波滤波器，其特征在于，所述第一馈电结构及第二馈电结构的结构相同，均包括上层金属片、下层金属片及馈电金属通孔；所述上层金属片设置在第一金属层，下层金属片设置在第二金属层，所述馈电金属通孔用于连接上层金属片及下层金属片。

4.根据权利要求3所述的小型化低损耗毫米波滤波器，其特征在于，第一馈电结构的下层金属片与位于首位谐振器的金属片连接，通过调节的连接位置控制两者之间的耦合量，即滤波器的输入端外部品质因数。

5.根据权利要求3所述的小型化低损耗毫米波滤波器，其特征在于，第二馈电结构的下层金属片与位于末位谐振器的金属片连接，通过调节的连接位置控制两者之间的耦合量，即滤波器的输出端外部品质因数。

6.根据权利要求1-5任一项所述的小型化低损耗毫米波滤波器，其特征在于，在首末两端谐振器之间设置n个谐振器，实现高阶滤波器响应或增加传输零点。

7.根据权利要求1所述的小型化低损耗毫米波滤波器，其特征在于，所述第一金属层上设置开槽。

8.根据权利要求1所述的小型化低损耗毫米波滤波器，其特征在于，所述第一金属层、第二金属层及第三金属层采用金属通孔连接。

9.根据权利要求1所述的小型化低损耗毫米波滤波器，其特征在于，滤波器为对称结构。

10.一种射频前端系统，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的小型化低损耗毫米波滤波器。

技术总结本发明公开了一种小型化低损耗毫米波滤波器及射频前端系统，包括两层叠加设置的介质基板、谐振器及馈电结构，两层介质基板的上、中及下分别设置第一金属层、第二金属层及第三金属层；所述谐振器的数量至少两个，至少两个谐振器顺次耦合；所述馈电结构包括第一馈电结构及第二馈电结构，所述第一馈电结构及第二馈电结构与位于首末两端的谐振器连接，通过调节连接位置，控制滤波器输入端及输出端的外部品质因数。本发明相比传统的微带或LC谐振器具有更高的Q值，从而可以实现滤波器的低损耗。技术研发人员：李慧阳,余凯,黄婵琪,章秀银,徐金旭受保护的技术使用者：华南理工大学技术研发日：技术公布日：2024/7/29