[發(fā)明專利]基于共面波導(dǎo)的小型化的三階SD-HMSIW帶通濾波器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010310347.1
• 申請(qǐng)日: 2020-04-20
• 公開（公告）號(hào): CN111463525B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許鋒;俞婷婷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): H01P1/20
• 分類號(hào): H01P1/20
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 孟紅梅

本發(fā)明公開了一種基于共面波導(dǎo)的小型化的三階SD?HMSIW帶通濾波器，其包括下層金屬板，中間層微波介質(zhì)板，以及上層金屬板；上層金屬板設(shè)有位于三角形直角邊的兩排金屬通孔和等腰直角三角形斜邊外的一排金屬通孔，輸入/輸出饋線，第一金屬通孔，第二金屬通孔，一對(duì)共面波導(dǎo)諧振器及其共用的第三金屬通孔，以及加載的梯形槽。本發(fā)明通過引入第一金屬通孔，將TE101模往TE201模靠近，同時(shí)，通過引入第二金屬通孔，TE202模能夠往更高的頻率偏移，這便能夠產(chǎn)生更寬的阻帶。在HMSIW的開路邊引入兩個(gè)四分之一波長共面波導(dǎo)(CPWs)，不但可以降低TE201模諧振頻率，達(dá)到濾波器的小型化的目的，而且能夠產(chǎn)生一個(gè)傳輸極點(diǎn)與一個(gè)傳輸零點(diǎn)，進(jìn)一步改善濾波器的頻率選擇性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微波技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種基于共面波導(dǎo)的小型化的三階SD-HMSIW(封閉式半模SIW)帶通濾波器。

背景技術(shù)

隨著電子信息的迅猛發(fā)展，日趨緊張的頻譜資源更加匱乏，為提高通信容量及降低相鄰信道間信號(hào)干擾，對(duì)濾波器的選擇性及集成化等提出了更高的要求。濾波器是雷達(dá)、通信及測(cè)量系統(tǒng)中的關(guān)鍵器件之一，其功能在于允許某一部分頻率的信號(hào)順利通過。基片集成波導(dǎo)(Substrate Integrated Waveguide，SIW)濾波器具有低成本，品質(zhì)因數(shù)高、易加工、易于集成等優(yōu)點(diǎn)，因此，在現(xiàn)今的微波毫米波領(lǐng)域，SIW濾波器被廣泛的應(yīng)用在無線通信系統(tǒng)中。但是由于SIW濾波器在低頻處尺寸較大，這相比于其它類型的濾波器例如微帶濾波器優(yōu)勢(shì)不明顯。為了減小SIW器件的尺寸，我們所說的半模SIW(half-mode SIW，HMSIW)濾波器被應(yīng)用于設(shè)計(jì)帶通濾波器，這種結(jié)構(gòu)相比于SIW品質(zhì)因數(shù)沒有降低很多，同時(shí)尺寸也幾乎減小了一半。因此，封閉式HMSIW(shielded half-mode SIW，SD-HMSIW)被順應(yīng)提出，這種結(jié)構(gòu)不但具有高品質(zhì)因素的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，還具有電磁屏蔽的優(yōu)勢(shì)。

為了實(shí)現(xiàn)小型化的現(xiàn)代通信需求，單腔多模技術(shù)應(yīng)用在濾波器中，相比于傳統(tǒng)的單腔單模的級(jí)聯(lián)式濾波器，其具有尺寸小且成本低的優(yōu)點(diǎn)。但是，由于利用單腔內(nèi)的多個(gè)模式，很難實(shí)現(xiàn)高選擇性的濾波器，因此，額外的諧振器被引入到單腔中，實(shí)現(xiàn)腔內(nèi)的模式與額外諧振器的交叉耦合，從而產(chǎn)生傳輸零點(diǎn)，提高頻率選擇性。一般情況下，槽線諧振器經(jīng)常被應(yīng)用到腔體中，實(shí)現(xiàn)額外的諧振，但是槽線諧振具有輻射的問題，這會(huì)降低器件的品質(zhì)因素，同時(shí)干擾其它器件。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的在于克服傳統(tǒng)SIW濾波器的尺寸較大、頻率選擇性差等不足，提供一種基于共面波導(dǎo)的小型化的三階SD-HMSIW帶通濾波器，該三階帶通濾波器，頻率選擇性好，能夠?qū)崿F(xiàn)較好的抑制高次模的性能，具有高性能、小尺寸、低成本和易設(shè)計(jì)等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所述的一種基于共面波導(dǎo)的小型化的三階 SD-HMSIW帶通濾波器，包括下層金屬板，中間層微波介質(zhì)板，以及上層金屬板；所述上層金屬板設(shè)有位于三角形直角邊的兩排金屬通孔和等腰直角三角形斜邊外的一排金屬通孔，輸入/輸出饋線，第一金屬通孔，第二金屬通孔，一對(duì)共面波導(dǎo)諧振器及其共用的第三金屬通孔，以及加載的梯形槽；

所述兩排金屬通孔與三角形的直角邊分別平行且相互垂直；所述梯形槽平行于等腰直角三角形的斜邊，且梯形的上底被所述一排金屬通孔包圍；所述輸入/輸出饋線由傳輸線和加載在傳輸線兩側(cè)的L型槽構(gòu)成；所述共面波導(dǎo)諧振器位于等腰直角三角形的斜邊中心處，且與斜邊平行；所述第三金屬通孔位于一對(duì)共面波導(dǎo)諧振器的中心處；所述第二金屬通孔位于第三金屬通孔的正上方；所述第一金屬通孔位于第二金屬通孔的正上方。

所述第一金屬通孔、第二金屬通孔和第三金屬通孔均處在三角形斜邊的高上。

通過調(diào)整第一金屬通孔的孔徑，可以控制濾波器的TE101模的諧振頻率。

通過調(diào)整第二金屬通孔的孔徑，可以控制濾波器的TE202模的諧振頻率。

所述共面波導(dǎo)諧振器的電長度為中心頻率對(duì)應(yīng)的波長的四分之一。