[發(fā)明專利]一維濾波陣列介質(zhì)波導(dǎo)帶通濾波器及其設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811137247.2
• 申請(qǐng)日: 2018-09-28
• 公開（公告）號(hào): CN110838610B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十五研究所
• 主分類號(hào): H01P1/20
• 分類號(hào): H01P1/20;H01P11/00
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 吳樹山

本發(fā)明涉及一種一維濾波陣列介質(zhì)波導(dǎo)帶通濾波器，包括微帶線、輸入輸出過渡結(jié)構(gòu)、介質(zhì)波導(dǎo)，其特征是在該介質(zhì)波導(dǎo)的上金屬層的寬邊中心線上蝕刻呈一字形排列的一維濾波陣列結(jié)構(gòu)；該一維濾波陣列結(jié)構(gòu)包括至少三個(gè)形狀為環(huán)形的一維濾波結(jié)構(gòu)，該一維濾波陣列結(jié)構(gòu)以中心位蝕刻的一維濾波結(jié)構(gòu)的面積為最大，中心位左右兩側(cè)分別蝕刻的一維濾波結(jié)構(gòu)的面積按n元線陣的切比雪夫陣函數(shù)或泰勒陣函數(shù)的幅度系數(shù)加權(quán)值變化，呈現(xiàn)從中間向兩端依次漸變減小，且一維濾波結(jié)構(gòu)以介質(zhì)基片長(zhǎng)度方向和寬度方向的中心線為基準(zhǔn)對(duì)稱排列；該一維濾波結(jié)構(gòu)包括EBG周期性單元和內(nèi)圓金屬層。本發(fā)明滿足對(duì)微波毫米波帶通濾波器的通帶頻率、通帶帶寬和阻帶頻率的靈活設(shè)計(jì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電磁場(chǎng)與微波技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種一維濾波陣列介質(zhì)波導(dǎo)帶通濾波器及其設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

微波毫米波帶通濾波器是微波毫米波系統(tǒng)的關(guān)鍵、核心部件，廣泛地用于雷達(dá)、通信、電子戰(zhàn)等系統(tǒng)，主要用于通道選擇、濾除帶外雜散及干擾、提高系統(tǒng)信噪比等。隨著電磁頻譜利用率的提高以及各種射頻系統(tǒng)應(yīng)用增多、性能提高，可用的電磁頻譜越來越擁擠，電磁干擾和電磁兼容問題日趨突出，這對(duì)射頻濾波器的性能提出了更為嚴(yán)格的要求，尤其是對(duì)通帶性能及帶外寄生頻帶抑制的要求越來越高。

作為類波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，介質(zhì)波導(dǎo)或基片集成波導(dǎo)(SIW)濾波器在不犧牲濾波器性能的情況下，可以極大地減小波導(dǎo)濾波器的尺寸；具有高性能、低成本、小尺寸、易集成的優(yōu)點(diǎn)。與傳統(tǒng)的平面帶線濾波器相比，介質(zhì)波導(dǎo)或SIW濾波器有效地降低了輻射損耗，尤其是在毫米波頻段。但是，目前很多介質(zhì)波導(dǎo)或SIW濾波器采用通孔結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)磁場(chǎng)耦合，通孔耦合在頻率很高時(shí)，由于波長(zhǎng)很短，通孔的半徑相對(duì)于波長(zhǎng)來說已經(jīng)很大了，所以很難通過通孔耦合來實(shí)現(xiàn)通帶；此外，過多的通孔結(jié)構(gòu)不僅增加了加工工藝的復(fù)雜性，還降低了介質(zhì)基片的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

自從1987年，美國(guó)加州大學(xué)的Yablonovitch首次提出光子晶體的概念以來，光子晶體受到許多科學(xué)領(lǐng)域的關(guān)注。它是指具有一定光子帶隙(Photonic Band-Gap，簡(jiǎn)稱PBG)的一種人造周期性電介質(zhì)結(jié)構(gòu)。這一概念源于光學(xué)領(lǐng)域，但是目前其研究范圍已涉及到光學(xué)、電磁學(xué)、聲學(xué)波段，在微波毫米波領(lǐng)域通常稱其為電磁帶隙(Electromagnetic Bane-Gap，簡(jiǎn)稱EBG)結(jié)構(gòu)。EBG結(jié)構(gòu)在微波毫米波領(lǐng)域應(yīng)用范圍越來越廣，在微波電路中可以用作帶阻濾波器、諧振器、抑制諧波、提高射頻放大器效率；在天線方面可以用其作為反射面，抑制表面波，從而改善天線方向圖等。

關(guān)于EBG結(jié)構(gòu)的濾波器，相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道很多，主要是用于帶阻濾波器、低通濾波器或者帶通濾波器，也提出了一些設(shè)計(jì)方法：