[發明專利]具有共模抑制且結構緊湊的三模HMSIW平衡帶通濾波器

有效

• 申請號: 202011125092.8
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN112366432B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 韓瑋;朱家明;韓楊昆;鄧宏偉
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H01P1/20
• 分類號: H01P1/20;H01P1/212
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 石艷紅

本發明公開了一種具有共模抑制且結構緊湊的三模HMSIW平衡帶通濾波器，包括三層介質基板、HMSIW諧振腔、微擾金屬通孔陣列和差分饋電結構；HMSIW諧振腔呈等腰直角三角形，包括上下兩層金屬層和蝕刻在中層介質基板上的L型金屬通孔陣列；微擾金屬通孔陣列包括蝕刻在中層介質基板上的半環形微擾金屬通孔陣列，其圓心位于HMSIW諧振腔的斜邊中心點處。本發明能有效控制TE101、TE201、TE202模式，通過微擾前兩種模式以改變諧振時的電場，實現三模傳輸；再加入兩條帶狀微擾金屬通孔陣列，對模式進一步干擾。采用HMSIW，使用平面微帶差分饋電結構，使介質基板厚度小于λ_g/4時能有效抑制共模噪聲，利用微擾金屬通孔陣列移動和調節腔體的三個諧振模式，最后形成一個三模通帶。

技術領域

本發明涉及平衡帶通濾波器技術領域，特別是一種具有共模抑制且結構緊湊的三模HMSIW平衡帶通濾波器。

背景技術

伴隨著無線通信技術的不斷進步，各種新型無線通信系統不斷涌現，這極大的促進了微波器件尤其是濾波器技術的發展。在現代通信系統之中，相比較于單端口電路，平衡電路由于其高的共模抑制和對環境噪聲和電磁干擾的高抗擾度而引起了人們的廣泛關注。為了提高無線系統的容量，許多研究都集中在平衡帶通濾波器(BPFs)上。

然而，在微波的高頻帶或毫米波頻帶，工作在此頻帶的平衡濾波器如果只采用傳輸線結構，就會存在輻射損耗高、功率處理能力低、品質因數Q_e低等缺點，因此不能被繼續應用。

為了設計更好性能的平衡帶通濾波器，基片集成波導(SIW)技術被引入并應用在設計中，其具有品質因數高、制作簡單、成本低等優點，是微波器件和毫米波器件設計的理想選擇。在近些年的工作中，學者們設計了各種平衡SIW帶通濾波器以及平衡HMSIW濾波器。

發明內容

本發明要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，而提供一種具有共模抑制且結構緊湊的三模HMSIW平衡帶通濾波器，該具有共模抑制且結構緊湊的三模HMSIW平衡帶通濾波器能有效控制TE101、TE201、TE202模式，主要通過微擾前兩種模式以改變其諧振時的電場，實現三模傳輸；再加入兩排分別垂直直角邊的微擾通孔陣列，進一步對前兩種模式進行干擾。本發明采用HMSIW，使用平面微帶差分饋電結構，使基板厚度小于λg/4時能有效抑制共模噪聲，最后形成一個多模傳輸通帶。設計的平衡濾波器不僅具有共模抑制性能，而且還能進行模式選擇，滿足了差分通信系統的實際需求。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種具有共模抑制且結構緊湊的三模HMSIW平衡帶通濾波器，包括三層介質基板、HMSIW諧振腔、微擾金屬通孔陣列和差分饋電結構。

三層介質基板包括從上至下疊層設置的上層介質基板、中層介質基板和下層介質基板。

HMSIW諧振腔呈等腰直角三角形，包括上側金屬層、下側金屬層和L型金屬通孔陣列。

上側金屬層印刷在上層介質基板和中層介質基板之間，下側金屬層印刷在中層介質基板和下層介質基板之間。L型金屬通孔陣列蝕刻在中層介質基板上。

微擾金屬通孔陣列包括蝕刻在中層介質基板上且位于HMSIW諧振腔內的半環形微擾金屬通孔陣列，半環形微擾金屬通孔陣列的圓心位于HMSIW諧振腔的斜邊中心點處。

差分饋電結構設置在HMSIW諧振腔的兩條直角邊上，用于向HMSIW諧振腔差分饋電。

微擾金屬通孔陣列還包括關于HMSIW諧振腔的對稱軸線對稱的兩條帶狀微擾金屬通孔陣列。兩條帶狀微擾金屬通孔陣列分別垂直于HMSIW諧振腔的兩腰，且兩條帶狀微擾金屬通孔陣列的一端均與半環形微擾金屬通孔陣列相連接。