[發明專利]基于源和負載耦合的基片集成波導準橢圓帶通濾波器

在審

• 申請號: 201811035257.5
• 申請日: 2018-09-06
• 公開（公告）號: CN109273809A
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 周奇
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01P1/208
• 分類號: H01P1/208
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

本發明公開了一種基于源和負載耦合的基片集成波導準橢圓帶通濾波器，主要解決現有技術難以同時滿足小型化、低損耗、帶外性能優良的問題；其包括：基片集成波導腔(1)、50Ω微帶傳輸線(2)和梯形漸進微帶傳輸線(3)，該梯形漸近微帶傳輸線(3)與基片集成波導腔(1)和50Ω微帶傳輸線(2)分別為過渡連接和平滑連接，基片集成波導腔(1)的上表面中心刻蝕有五個對稱非重復矩形槽(4)；基片集成波導腔(1)的一側設有開路枝節加載微帶線(5)，該開路枝節加載微帶線(5)與50Ω微帶傳輸線(2)垂直連接。本發明具有高頻率選擇性、高Q值、高功率容量、低輻射、低損耗、小型化和容易連接的優點，可應用在射頻收發裝置前端。

技術領域

本發明屬于微波技術領域，特別涉及一種基片集成波導準橢圓帶通濾波器，可用于射頻收發裝置前端。

技術背景

隨著通信技術的飛速發展，微波和毫米波通信器件和系統的開發引起了越來越多的關注。在微波和毫米波通信系統中，有些無源器件比如天線、濾波器，因為體積太大或是性能達不到要求而不能將它們和有源器件集成在一個芯片組上，但是可以通過系統級封裝技術將它們封裝到一個系統中，在頻率不高的情況下，系統級封裝技術可以用傳統的毫米波器件比如微帶線和共面波導來實現，而在高于30GHz的頻率下，由于其傳輸損耗和輻射損耗的增大，難以滿足高性能、低損耗和高可靠性的現代通信器件的要求，由此，加拿大蒙特利爾大學吳柯教授的課題組和東南大學毫米波國家重點實驗室洪偉教授的課題組提出了基片集成波導SIW技術，目前已成為當今國內外研究的熱點。微波濾波器是通信系統和無線系統中常用的元器件之一，其性能的優劣直接影響到整個系統的質量。SIW濾波器是一種在介質基片上實現的濾波器，它的性能類似矩形波導濾波器，但卻屬于平面電路。它具有品質因數高，功率容量大，易于加工，易于集成等特點。SIW濾波器正在被廣泛的研究。

對SIW濾波器而言，高性能和小型化是發展目標。通過與其他相關技術來發展濾波器是SIW濾波器的一個發展方向。目前已經利用的相關技術有：光子帶隙結構，共面波導，左手材料等。隨著新材料，新工藝，新技術的不斷出現，SIW濾波器也將不斷發展。一些新的濾波器理論也必將促進SIW濾波器的發展。

在SIW濾波器的設計中，為了提高濾波器的頻率選擇性，在不影響通帶特性的情況下在通帶外引入有限頻率傳輸零點已經成為同時實現濾波器高選擇性和小尺寸的重要手段。傳輸零點能夠改善阻帶特性，使得濾波器在較低階的情況下就能滿足所需要的選擇性要求，同時也減小了帶內插損和濾波器尺寸。所以，濾波器的傳輸零點設計是濾波器研究和設計的一個重要內容。在有限頻率產生傳輸零點的機理是信號的多徑傳輸，并在有限頻率上相位相反，相互抵消。產生傳輸零點常用的方法有交叉耦合濾波器、可控電磁耦合濾波器、源-負載耦合濾波器等。大多數濾波器傳輸零點的產生都是通過在諧振器上設置不同的信號傳輸路徑來實現的。X.Chen,W.Hong等人發表的Substrate integrated waveguideelliptic filter with transmission line inserted inverter,ElectronicsLetters,vol.41,pp.851-852,2005.中提出了一款SIW橢圓濾波器，此款濾波器利用腔體諧振器之間的交叉耦合分別在高頻和低頻阻帶端各產生一個傳輸零點，這兩個傳輸零點大大改善了其帶外性能，但由于此款濾波器的腔體結構使得其尺寸相對較大；在Substrateintegrated waveguide filter with mixed coupled modified trisections,Electronics Letters,vol.49,pp.482-483,2013.中Z.Q.Xu,P.Wang等人利用電磁混合耦合原理設計出一款具有四個傳輸零點的帶通濾波器，雖然其帶外性能表現良好，但其相對帶寬較窄無法滿足一些應用要求。

發明內容

本發明的目的在于針對上述現有技術的不足，提出一種基于源和負載耦合的基片集成波導準橢圓帶通濾波器，以減小濾波器的尺寸，增加濾波器的帶寬，提高濾波器帶外性能。