[發明專利]高選擇性電可重構SIW帶通濾波器及其制備方法

有效

• 申請號: 202111046924.1
• 申請日: 2021-09-07
• 公開（公告）號: CN113725570B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 張金玲;孫曼;鄭占奇;朱雄志
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H01P1/203
• 分類號: H01P1/203;H01P11/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 孫楠

本發明涉及一種高選擇性電可重構SIW帶通濾波器及其制備方法，其包括：SIW腔體；梳狀諧振腔，在所述SIW腔體上表面至少設置兩個，并耦合連接；饋電面，設置在所述SIW腔體外部，經高阻抗微電線與所述梳狀諧振腔連接；所述高阻抗微電線設置在所述SIW腔體上表面開設的縫隙中，作為偏置線；偏置電路，設置在所述高阻抗微電線與所述梳狀諧振腔連接處；“縫合”電容，跨接在具有高磁場強度的所述縫隙與所述高阻抗微電線之間，避免由于所述縫隙破壞所述SIW腔體上表面完整性而造成對所述濾波器性能的影響。本發明能提高可重構濾波器的通帶選擇性。

技術領域

本發明涉及一種通信電路設計技術領域，特別是關于一種高選擇性電可重構SIW帶通濾波器及其制備方法。

背景技術

在現代通信系統中，對無線通信設備集成化、小型化提出了越來越高的要求。目前GSM、CDMA、LTE等多個通信制式共存，對工作在不同制式下的濾波器有著不同的指標要求。傳統的解決方案使用射頻開關選擇相應性能指標的濾波器，導致通信系統體積大、成本高。相對于不可調濾波器與射頻開關組合的制式切換，采用可調濾波器實現通信制式切換成為未來的發展趨勢。近年來可調濾波器的研究主要集中在基于微帶結構實現的平面濾波器，其有成本低、制作簡單、調諧元件加載難度小等優點，但是微帶結構的平面濾波器無法滿足現代通信系統功率容量的需求。在現代移動無線通信基站系統中，應用的濾波器普遍為金屬腔體濾波器或介質腔體濾波器，腔體濾波器由于本身結構限制和工作原理很難通過以加載調諧元件的方式構成可調濾波器。這類濾波器的調諧一般通過物理結構上的調諧螺釘實現，再利用步進電機進行控制，這種機械調諧方式速度慢、加工成本高，很難應用到通信系統中。

基片集成波導(SIW)是具有插入損耗小、輻射小和功率容量高等特性的新型波導結構。由于SIW的基片集成特性，采用SIW技術構成的諧振腔加載調諧元件的難度比傳統腔體濾波器小很多，為實現電可調腔體濾波器提供了可能。通信系統鏈路對濾波器的選擇性要求越來越苛刻，因此，實現SIW帶通濾波器頻率可調、帶寬可調性能的同時，提高濾波器的選擇性成為新的研究熱點。可調濾波器的調諧元件類型是影響可調濾波器性能的關鍵因素。電調諧元件主要有PIN二極管、RF MEMS器件和半導體變容二極管等。由于變容二極管在成本、調諧速率和工藝方面的優勢，越來越多的電可調濾波器設計采用變容二極管作為調諧元件實現對頻率和帶寬的連續調諧，基于變容二極管的電可調濾波器的研究和應用已經成為主流。但由于SIW腔體結構的相對封閉性，需要為加載變容二極管及其偏置電路提供合理的布局空間。

目前常用實現基于變容二極管的SIW可重構帶通濾器的偏置電路設計方案主要有：在SIW可調濾波器整體結構外通過在變容二極管一側引入飛線的方式，將變容二極管與外部饋電線路連接；利用SIW結構本身的對稱性，采用半?；刹▽?HMSIW,Half ModeSubstrate Integrate Waveguide)結構，在腔體開放的一側為變容二極管及其偏置電路提供加載空間。但是現有這些涉及方案存在以下問題：1、通過引入飛線的方式連接變容二極管及其外部偏置電路，難以控制或消除飛線本身帶來的空間電磁能量干擾，在高頻處尤其明顯，同時飛線的存在對于濾波器的實際安裝使用，帶來了更多的不確定性和不穩定性。2、通過采用HMSIW結構，可在腔體開放的一側加載變容二極管及其偏置電路，但相比于SIW結構，HMSIW會帶來額外的電磁能量損耗，在一定程度上犧牲濾波器的插入損耗性能。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種高選擇性電可重構SIW帶通濾波器及其制備方法，其能提高可重構濾波器的通帶選擇性。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：一種高選擇性電可重構SIW帶通濾波器，其包括：SIW腔體；梳狀諧振腔，在所述SIW腔體上表面至少設置兩個，并耦合連接；饋電面，設置在所述SIW腔體外部，經高阻抗微電線與所述梳狀諧振腔連接；所述高阻抗微電線設置在所述SIW腔體上表面開設的縫隙中，作為偏置線；偏置電路，設置在所述高阻抗微電線與所述梳狀諧振腔連接處；“縫合”電容，跨接在具有高磁場強度的所述縫隙與所述高阻抗微電線之間，避免由于所述縫隙破壞所述SIW腔體上表面完整性而造成對所述濾波器性能的影響。