[发明专利]基于RQMSIW的超紧凑双频段带通滤波器

说明书

本发明公开基于RQMSIW的超紧凑双频段带通滤波器。本发明基于QMSIW结构，通过在其中加载脊波导，使滤波器产生了类似于矩形腔的谐振特性，在脊波导下嵌入开路带状线，激发了滤波器的高次模即TE201模，产生了双频段响应，加载在带状线的两条短截线用来改善了第二频段的性能。本发明首次在QMSIW结构中实现了双频段滤波器，为研究基于SIW结构的双频段滤波器提供了新思路。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，涉及基于脊形四分之一模基片集成波导(RQMSIW)结构，具有双模双频段的超紧凑射频带通滤波器。

背景技术

随着无线通信技术的飞速发展，多频段滤波器成为多业务无线通信系统的重要组成部分。而具有低插入损耗，紧凑尺寸，良好的通带选择性的双频段或多频段BPF是迫切需要的。在过去十年中，新兴的基板集成波导(SIW)技术，由于低成本，低轮廓，相对高Q，高功率处理能力和高密度集成的优点，成为无线收发器系统的有前景的候选者。

SIW技术的少数缺点之一与SIW组件的占有空间有关，特别是对于在低频工作的SIW组件，这通常大于微带线对应组件的占用空间，事实上，SIW结构的宽度取决于工作频率。为了提高SIW的紧凑性，已经提出了几种改进的SIW拓扑，例如半模SIW(HMSIW)，四分之一模SIW(QMSIW)，折叠SIW(FSIW)和脊波导SIW(RSIW)。HMSIW、QMSIW和FSIW使得SIW宽度分别减小50％、75％和50％。而脊波导被用来加载到相应的SIW结构中，以进一步减小SIW宽度，加载在QMSIW结构上可以使SIW的宽度减小80％以上。

另外，对于实现先进双频带或多频带BPF，已经进行了多种技术的研究和开发。例如(1)通过优化的多频带或宽带阻抗匹配网络，多个单独单频带并联；(2)通过把有限传输零点(FTZ)插入通带、或者把带阻滤波部分级联或集成到一个宽带BPF，将宽通带分割成多个子通带，以形成多频带响应；(3)利用具有双行为的谐振器，例如微带级阻抗谐振器(SIR)，通过设计不同的路径形成多频带响应。上述的技术更多的是用微带线结构来实现的。

这些技术也被引入波导或SIW平台来实现双频带或多频带BPF，但是导致电路尺寸较大。此外，通过在SIW表面上加载不同类型的互补分裂环谐振器(CSRR)分别产生在SIW截止频率之下传播的多个通带，上述技术缺乏设计自由度。

另一种通过SIW平台实现双频段的方法就是利用SIW结构的固有模式实现双频段，SIW的基模和高次模被分别用来支配第一和第二频带。然而，由于SIW结构的固有模式的特性，导致目前的研究仅限于在全模SIW结构上实现双频段；因为，虽然有关HMSIW和QMSIW的研究经常和SIW结构对比，但是仅限于在基模即TE101模式上的电磁特性的相似，而对于高次模来说，HMSIW和QMSIW的高次模的电磁特性和SIW的不同，因此，基于QMSIW或者HMSIW的结构来实现双频段滤波器非常困难。最新的SIW双模双频段滤波器的研究是基于矩形SIW结构实现的，一方面，设计的滤波器面积较大，另一方面，双频段中心频率比值的需要去调整整个滤波器的尺寸，导致中心频率的可控性降低。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述所提到的困难，提出了基于RQMSIW结构，具有超紧凑、低插入损耗和高选择性的双模双频段带通滤波器，以满足现代通信系统对双频带通滤波器(DBBPF)的高稳定性，高性能和灵活性，紧凑性的要求。

本发明滤波器主要包括两个1/4模脊形SIW(RQMSIW)谐振腔，输入输出馈线，嵌入的开路带状线以及两条四分之一波长短截线。

所述的滤波器主要从上至下依次包括上介质板、粘接层、下介质板；