[發明專利]一種高選擇性寬阻帶小型化帶通濾波器設計方法

有效

• 申請號: 202010929655.2
• 申請日: 2020-09-07
• 公開（公告）號: CN112086722B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 李春利;于海龍
• 申請（專利權）人: 鄭州宇林電子科技有限公司
• 主分類號: H01P11/00
• 分類號: H01P11/00
• 代理公司: 鄭州圖釘專利代理事務所(特殊普通合伙) 41164
• 代理人: 石路

本發明涉及一種高選擇性寬阻帶小型化帶通濾波器設計方法，諧振器包括第一層金屬板、第一層介質板、第二層金屬板、第二層介質板、第三層金屬板、第三層介質板、第四層金屬板，第一層金屬板上設置有饋電微帶線轉共面波導結構，第二層金屬板為容性貼片結構，第三層金屬板設置有感性螺旋線結構，第四層金屬板為全金屬覆蓋的地，第二層介質板中有上金屬盲孔，上金屬盲孔上端連接第二層金屬板內的容性貼片，上金屬盲孔下端連接第三層金屬板內感性螺旋線的一端，第三層介質板中設置有下金屬盲孔，第三層介質板內的下金屬盲孔上端連接第三層金屬板內的感性螺旋線，將四個諧振器組合形成四階帶通濾波器；本發明具有高選擇性、寬阻帶和小型化特性的優點。

技術領域

本發明涉及微波技術領域，具體涉及一種基于容性和感性組合加載結構的基片集成波導帶通濾波器設計方法。

背景技術

隨著5G、衛星通信、物聯網及手持終端技術的飛速發展，無線通信系統對前端電路的重量、體積、集成度和電氣性能等提出越來越高的要求。微波濾波器作為選頻器件，廣泛應用于通信系統前端電路。對于多通道接收機，需要使用的濾波器數量較多，因此小型化可集成的濾波器對于減小接收機的體積尤為重要。

相比于微帶諧振器，基片集成波導（Substrate Integrated Waveguide, SIW）諧振器具有較高的品質因數，使得SIW帶通濾波器具有更小的帶內插入損耗，因此SIW濾波器在通信系統前端電路中得到廣泛研究和應用。但是，當工作頻率較低時，基于基片集成波導設計濾波器具有尺寸較大的缺點。因此，基于基片集成波導實現小型化的高性能濾波器具有非常重要意義。

為了減小尺寸，可以采用在SIW諧振器的表面蝕刻交指結構設計濾波器，例如，“A.Pourghorban Saghati, A. Pourghorban Saghati and K. Entesari, UltraMiniatureSIW Cavity Resonators and Filters, IEEE Transactions on Microwave Theory andTechniques, vol. 63, no. 12, pp. 4329-4340, Dec. 2015.”，通過增加諧振器等效電容，進而減小諧振器尺寸，實現小型化的濾波器。

為了進一步減小尺寸，可以在方形SIW諧振器中增加容性貼片結構設計濾波器，例如“M. Ho, J. Li and Y. Chen, Miniaturized SIW cavity resonator and itsapplication in filter design, IEEE Microwave and Wireless ComponentsLetters, vol. 28, no. 8, pp. 651-653, Aug. 2018.”，通過容性貼片減小了SIW諧振器的尺寸，進而提高了濾波器的集成度。

為了進一步減小尺寸，可以采用八分之一模SIW諧振器加載容性貼片設計濾波器，例如“Q. Liu, D. Zhou, D. Zhang, C. Bian, and Y. Zhang, “Ultra-compact quasi-elliptic bandpass filter based on capacitive-loaded eighth-mode SIWcavities,” International Journal of Microwave and Wireless Technologies,2020, 12(2): 109-115.”，相比于方形SIW諧振器加載容性貼片設計的濾波器，尺寸減小了八分之七。

基于以上方法，雖然可以實現小型化的濾波器，但是對于對尺寸有更嚴格要求的通信系統，其不能滿足應用需求，并且實現的濾波器阻帶特性較差；因此，提出了基于容性和感性加載結構組合的SIW濾波器設計方法，實現高選擇性、寬阻帶和小型化特性的帶通濾波器提供一種基于容性和感性加載結構組合的SIW濾波器設計方法，實現高選擇性、寬阻帶和小型化特性的帶通濾波器是非常有必要的。

發明內容