[实用新型]源与多谐振器耦合的基片集成波导滤波器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种集成波导滤波器，尤其涉及一种源与多谐振器耦合的基片集成波导滤波器。

背景技术

在某一特定范围内的微波可以几乎无衰减或者衰减很小地通过滤波器，而在此频率以外的微波，滤波器对其有很强的反射或吸收，因而几乎无法通过滤波器。滤波器性能的优劣决定着整个系统通信质量的好坏。早期的微波电路主要以金属波导为代表，可以通过在波导里加载金属杆而构成滤波器。基于金属波导的滤波器功率容量高，损耗低，性能优异，但是加工成本高，且不适合与现代平面电路集成。微带电路的出现对微波毫米波电路的发展具有重要意义。微带电路的优点主要有：体积小，重量轻，结构紧凑。但是，随着频率的升高，微带电路的缺点也逐渐暴露出来，主要有：辐射和泄露变大，电路的 Q 值变低，插入损耗大。由于波导和微带都有其不可克服的缺点，人们不得不发展新的微波技术。基片集成波导（SIW）是最近几年提出的一种新型波导结构，它的基本结构是上下底面为金属层，中间为低损耗介质基片，然后在介质上添加两排金属化通孔，这样就可以在介质基片上实现传统的金属波导传输特性。基片集成波导在一定程度上综合了微带和波导的优点，在保持传统滤波器高功率容量，低损耗优点的同时，还保留了一般平面传输线滤波器易于集成，轻量化、易于加工等优点。由于频谱资源有限，现代通信系统对滤波器的选择性提出了越来越高的要求。常用的方法是通过多个独立的谐振腔的交叉耦合来产生传输零点。但是该方法设计复杂，滤波器体积也偏大。

现有技术利用三个谐振器的交叉耦合来实现一个传输零点，而实现两个传输零点需要四个谐振腔，这样的滤波器实现起来比较困难，滤波器体积较大，损耗较高。

发明内容

本实用新型的目的就在于提供一种解决上述问题，仅需要两个谐振腔就可以实现两个传输零点的源与多谐振器耦合的基片集成波导滤波器。 

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是这样的：一种源与多谐振器耦合的基片集成波导滤波器，包括上下表面均设有金属层的介质基片，所述介质基片为长方形，上部设有第一波导腔体，下部从左到右依次设有一代表源的基片集成波导和第二波导腔体，所述第一波导腔体和第二波导腔体均工作在TE₁₀₁模式，所述第一波导腔体与基片集成波导间设有第一金属柱感性窗、与第二波导腔体间设有第二金属柱感性窗，所述基片集成波导和第二波导腔体间设有第三金属柱感性窗，且第三金属柱感性窗内设有交指型槽结构，基片集成波导和第二波导腔体相互远离的一端分别设有共面波导输入端和共面波导输出端。

作为优选：所述基片集成波导、第一波导腔体和第二波导腔体均由贯穿金属层和介质基片的金属化通孔阵列构成。

作为优选：所述介质基片为Rogers5880，介电常数为2.2，厚0.5 mm。

作为优选：所述的金属化通孔阵列中，通孔的直径为0.5 mm，相邻通孔间的间距为1 mm。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：提供了一种具有两个传输零点的二阶滤波器，主要基于基片集成波导技术，源与多谐振器同时耦合技术，混合耦合技术，非常适合应用于微波和毫米波电路领域。

本实用新型，相当于将普通三等分滤波器的一个谐振器由源来替换，这就减少了一个基片集成波导腔体，基片集成波导、第一波导腔体和第二波导腔体这三者间，首先通过第一金属柱感性窗、第二金属柱感性窗和第三金属柱感性窗实现能量的耦合，而代表源的基片集成波导和第二波导腔体间还通过交指型槽结构实现电耦合，从而实现混合耦合，从而又再引入一个传输零点。

本实用新型具有较小的插损，采用源与多谐振器耦合理论和混合耦合技术，只使用两个腔体就实现了两个传输零点，而传统的交叉耦合滤波器实现同样的性能需要四个腔体，因而比传统的滤波器有更小的体积，更小的损耗。

同时，本实用新型能产生两个传输零点，具有很好的选择性，也较好地改善了带外衰减特性。

最后，本实用新型采用单层基片集成波导结构，制作非常简单，全部利用成熟的标准工业工艺，成本低而精度高，容易批量生产，封闭结构因而辐射小，隔离和抗干扰能力强，容易与有源平面电路集成，这相对于金属波导滤波器而言是个很大的优势。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的剖视图；

图3为本实用新型的传输特性图。