[发明专利]基片集成波导加载介质谐振器滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及微波基片集成波导和介质谐振器滤波器技术领域，具体是一种基片集成波导加载介质谐振器滤波器。

背景技术

随着无线系统的广泛应用，频谱资源的合理分配和有效利用发挥着重要的作用。带通滤波器作为频率分离的重要器件，其高性能、小型化一直是研究人员关注的热点。

为了实现较低的插入损耗，需要利用具有较高的Q值的谐振腔。金属波导谐振腔Q值高，但是体积较大；微带谐振器由于其开放结构，辐射损耗较大；带状线Q值也较高，但是增加了加工难度；而介质谐振器具有较高的介电常数，极低的损耗，较高的温度稳定性，是实现高性能滤波器的极好选择。随着陶瓷材料技术的进步，具有较低的温度系数的介质谐振器可以实现，并伴随着卫星通信技术的进步，介质谐振器滤波器引起更大的热情和关注。

多模技术是实现介质谐振器滤波器的小型化的一种重要手段。多模技术，即利用谐振腔内相同的或者邻近的多个谐振模式来实现滤波器。与传统的单模滤波器相比，大大减小了滤波器的体积。林为干在《微波网络》(《微波网络》，作者林为干，国防工业出版社，1978年出版)中提出了一腔多模滤波器的原理和实现方法，探讨了可用谐振模式的数量，模式之间的耦合以及输入输出结构的设计。Lin-Sheng Wu在2009提出了一种在SIW腔中加载介质块的滤波器(L.S.Wu，L.Zhou，W.Y.Yin，″Bandpass Filter Using Integrated Waveguide Cavity Loaded With Dielectric Rod″，IEEE Microwave And Wireless Components Letters，VOL.19，NO.8，Augst2009)，该滤波器在矩形SIW腔中心处嵌入高介电常数的棒状介质块，实现了小型化，低插损和较好的寄生抑制。

上述滤波器仍然存在插入损耗高、与其他平面电路结合困难等问题。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种低插入损耗、平面型、小型化的基片集成波导加载介质谐振器滤波器，本发明将上、下、内表面涂覆金属的三模圆环介质谐振器嵌入基片集成波导中，采用微带线-共面波导-槽线的输入激励和输出耦合机构，具有低插入损耗、易与其他平面电路结合的平面结构以及小型化的特点。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种基片集成波导加载介质谐振器滤波器，包括输入激励机构、输出耦合机构、介质谐振器以及基片集成波导，其中，所述输入激励机构和输出耦合机构分别由外部伸入到基片集成波导中，所述介质谐振器内嵌于基片集成波导的中心处。

所述基片集成波导包括：圆形介质基板以及设置在介质基板中心处且与介质谐振器在中心轴向上具有相同的尺寸的中心通孔，所述介质谐振器嵌入所述中心通孔中；所述介质基板上下面表涂覆铜层，所述介质基板的边缘处沿圆周方向等间距排列一圈金属化通孔，所述介质基板的边缘处沿径向设有凹槽，所述凹槽为两个，所述输入激励机构和输出耦合机构分别通过所述凹槽伸入基片集成波导中。

所述两个凹槽的轴线延伸线之间的夹角为90度。

所述相邻金属化通孔之间的间距大于等于金属化通孔的直径。

所述介质谐振器为圆环形，所述介质谐振器的上表面、下表面以及内环表面均涂覆金属层，所述基片集成波导包括圆形介质基板以及设置在介质基板中心处的中心通孔，所述介质谐振器嵌入所述中心通孔中，所述介质谐振器的上下表面与介质基板的上下表面处于同一水平面，所述介质谐振器与介质基板的接缝处涂覆导电材料层。

所述输入激励机构包括：输入微带线，所述基片集成波导包括圆形介质基板，所述介质基板的边缘处沿径向设有凹槽，所述输入微带线由所述凹槽伸入基片集成波导中，并与凹槽的槽壁形成共面波导；所述共面波导延伸至介质谐振器附近，并在共面波导的端部分开，形成两条沿介质谐振器外圆周方向延伸的弧形槽线，其中一条弧形槽线末端弯折，形成第一弯折槽线；

所述输出耦合机构包括：输出微带线，所述基片集成波导包括圆形介质基板，所述介质基板的边缘处沿径向设有凹槽，所述输出微带线由所述凹槽伸入基片集成波导中，并与凹槽的槽壁形成共面波导；所述共面波导延伸至介质谐振器附近，并在共面波导的端部分开，形成两条沿介质谐振器外圆周方向延伸的弧形槽线，其中靠近第一弯折槽线的弧形槽线末端弯折，形成第二弯折槽线。

所述输入微带线和输出微带线电阻为50欧姆。

所述基片集成波导加载介质谐振器滤波器还包括板材介质，所述板材介质设置在基片集成波导的外部。