[發(fā)明專利]基于三角形互補開口諧振環(huán)的集成基片波導帶通濾波器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810213074.1
• 申請日: 2018-03-15
• 公開（公告）號: CN108400411B
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發(fā)明（設計）人: 郭會娟;楊濤;鄧森屾;黃維
• 申請（專利權(quán)）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H01P1/203
• 分類號: H01P1/203
• 代理公司: 32102 南京蘇科專利代理有限責任公司
• 代理人: 牛莉莉

本發(fā)明涉及基于三角形互補開口諧振環(huán)的集成基片波導帶通濾波器，包括呈等邊三角形的諧振腔，所述諧振腔由依次層疊的上表面金屬層、介質(zhì)基片及下表面金屬接地板構(gòu)成，所述上表面金屬層通過其底部的金屬柱，穿過介質(zhì)基片與下表面金屬接地板相連通；所述上表面金屬層的中心位置設有呈三角形的互補開口諧振環(huán)結(jié)構(gòu)。其中，將該三角形互補開口諧振環(huán)加載于含有一對簡并模式的三角形諧振腔中，互補開口諧振環(huán)會產(chǎn)生一個通帶，通過調(diào)節(jié)諧振環(huán)的參數(shù)將其產(chǎn)生的通帶調(diào)至諧振腔的一對簡并模式附近，可提升該濾波器的帶寬。在諧振腔內(nèi)開圓型干擾金屬化通孔可以進一步調(diào)整該帶通濾波器的傳輸零點，從而更有效地抑制帶外諧波。本發(fā)明不僅結(jié)構(gòu)簡單，便于加工，并且低頻端與高頻端同時存在傳輸零點，可以有效抑制帶外諧波，有較高的頻率選擇性，性能優(yōu)越。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種帶通濾波器，尤其是一種基于三角形互補開口諧振環(huán)的集成基片波導的帶通濾波器，屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代無線通信技術(shù)的快速發(fā)展，通信設備不斷向著小型化、低成本、高性能的方向發(fā)展。早期微波系統(tǒng)中，傳統(tǒng)金屬波導因其自身擁有較高的品質(zhì)因數(shù)，高功率容量，損耗又較低的優(yōu)點得到廣泛的應用。但同時金屬波導因其體積大、加工成本高的缺點，在現(xiàn)代微波系統(tǒng)中難以集成。

為了克服上述缺點，近些年，基片集成波導（SIW：Substrate IntegratedWaveguide）因其具有高品質(zhì)因數(shù)、高功率容量、低損耗、尺寸小、易于加工等優(yōu)點，在微波、毫米波系統(tǒng)中得到廣泛的應用。過去數(shù)十年中，已經(jīng)有大量文獻對矩形、圓形基片集成波導進行了研究，而對于三角形基片集成波導的研究還是不足，同時對于三角形多模諧振腔濾波器的研究更是不足。與傳統(tǒng)的基片集成波導相比，三角形基片集成波導結(jié)構(gòu)更緊湊、易于布局組合集成，在微波電路領(lǐng)域很有發(fā)展前景。

隨著頻率范圍的不斷提高，現(xiàn)代通信技術(shù)對毫米波器件小型化的要求將不斷提高。目前針對多模基片集成波導的研究主要集中在多層，多個諧振腔級聯(lián)的方法，而為了滿足毫米波器件小型化，高性能的要求，如何在單層單一諧振腔的基礎(chǔ)上提高濾波器的頻帶帶寬，提高性能，成為該領(lǐng)域日益需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提出一種基于三角形互補開口諧振環(huán)的集成基片波導帶通濾波器，利用三角形多模基片集成波導諧振腔上加載三角形互補開口諧振環(huán)，將其等效諧振頻率調(diào)至諧振腔的一對簡并模附近，在原單一諧振腔不變的基礎(chǔ)上提高濾波器的頻帶帶寬。

為了達到以上目的，本發(fā)明提供了一種基于三角形互補開口諧振環(huán)的集成基片波導帶通濾波器，包括呈等邊三角形的諧振腔，所述諧振腔由依次層疊的上表面金屬層、介質(zhì)基片及下表面金屬接地板構(gòu)成，所述上表面金屬層通過其底部的金屬柱，穿過介質(zhì)基片與下表面金屬接地板相連通；

所述上表面金屬層的兩側(cè)邊沿其中線末端分別向外延伸形成微帶傳輸線，所述微帶傳輸線分別垂直貼合于介質(zhì)基片相對應的側(cè)邊，且微帶傳輸線與上表面金屬層的交界處分別加載有共面波導過渡結(jié)構(gòu)；所述上表面金屬層的中心位置設有呈三角形的互補開口諧振環(huán)，所述互補開口諧振環(huán)由內(nèi)外兩個等邊三角形的開口環(huán)形結(jié)構(gòu)構(gòu)成，且兩個等邊三角形的對應邊相平行；外層開口環(huán)形結(jié)構(gòu)的開口設于其底邊的中心位置，內(nèi)層環(huán)形結(jié)構(gòu)的開口設于其上頂角位置，且內(nèi)外層環(huán)形結(jié)構(gòu)的開口大小相同，兩個三角形諧振環(huán)的三條邊分別與其對應的諧振腔的三條邊平行。

本發(fā)明的進一步限定技術(shù)特征為：所述內(nèi)外層環(huán)形結(jié)構(gòu)的寬度與兩者之間的距離相等。所述互補開口諧振環(huán)關(guān)于三角形底邊對應的高呈左右對稱結(jié)構(gòu)。

進一步的，所述介質(zhì)基片上，沿其三條邊排布有用于穿過金屬柱的圓柱型金屬化通孔；所述圓柱型金屬化通孔的軸線與介質(zhì)基片的邊在同一平面內(nèi)相互垂直，且所述圓柱型金屬化通孔與金屬柱的高度相同。

進一步的，所述介質(zhì)基片的底邊對應的中垂線上設有一個用作干擾柱的金屬化通孔，所述金屬化通孔設置在所述等邊三角形基片集成波導諧振腔內(nèi)。