[发明专利]基于共面波导的小型化的三阶SD-HMSIW带通滤波器

说明书

本发明公开了一种基于共面波导的小型化的三阶SD‑HMSIW带通滤波器，其包括下层金属板，中间层微波介质板，以及上层金属板；上层金属板设有位于三角形直角边的两排金属通孔和等腰直角三角形斜边外的一排金属通孔，输入/输出馈线，第一金属通孔，第二金属通孔，一对共面波导谐振器及其共用的第三金属通孔，以及加载的梯形槽。本发明通过引入第一金属通孔，将TE101模往TE201模靠近，同时，通过引入第二金属通孔，TE202模能够往更高的频率偏移，这便能够产生更宽的阻带。在HMSIW的开路边引入两个四分之一波长共面波导(CPWs)，不但可以降低TE201模谐振频率，达到滤波器的小型化的目的，而且能够产生一个传输极点与一个传输零点，进一步改善滤波器的频率选择性。

技术领域

本发明涉及微波技术领域，具体而言，涉及一种基于共面波导的小型化的三阶SD-HMSIW(封闭式半模SIW)带通滤波器。

背景技术

随着电子信息的迅猛发展，日趋紧张的频谱资源更加匮乏，为提高通信容量及降低相邻信道间信号干扰，对滤波器的选择性及集成化等提出了更高的要求。滤波器是雷达、通信及测量系统中的关键器件之一，其功能在于允许某一部分频率的信号顺利通过。基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide，SIW)滤波器具有低成本，品质因数高、易加工、易于集成等优点，因此，在现今的微波毫米波领域，SIW滤波器被广泛的应用在无线通信系统中。但是由于SIW滤波器在低频处尺寸较大，这相比于其它类型的滤波器例如微带滤波器优势不明显。为了减小SIW器件的尺寸，我们所说的半模SIW(half-mode SIW，HMSIW)滤波器被应用于设计带通滤波器，这种结构相比于SIW品质因数没有降低很多，同时尺寸也几乎减小了一半。因此，封闭式HMSIW(shielded half-mode SIW，SD-HMSIW)被顺应提出，这种结构不但具有高品质因素的优点，同时，还具有电磁屏蔽的优势。

为了实现小型化的现代通信需求，单腔多模技术应用在滤波器中，相比于传统的单腔单模的级联式滤波器，其具有尺寸小且成本低的优点。但是，由于利用单腔内的多个模式，很难实现高选择性的滤波器，因此，额外的谐振器被引入到单腔中，实现腔内的模式与额外谐振器的交叉耦合，从而产生传输零点，提高频率选择性。一般情况下，槽线谐振器经常被应用到腔体中，实现额外的谐振，但是槽线谐振具有辐射的问题，这会降低器件的品质因素，同时干扰其它器件。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于克服传统SIW滤波器的尺寸较大、频率选择性差等不足，提供一种基于共面波导的小型化的三阶SD-HMSIW带通滤波器，该三阶带通滤波器，频率选择性好，能够实现较好的抑制高次模的性能，具有高性能、小尺寸、低成本和易设计等优点。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明所述的一种基于共面波导的小型化的三阶 SD-HMSIW带通滤波器，包括下层金属板，中间层微波介质板，以及上层金属板；所述上层金属板设有位于三角形直角边的两排金属通孔和等腰直角三角形斜边外的一排金属通孔，输入/输出馈线，第一金属通孔，第二金属通孔，一对共面波导谐振器及其共用的第三金属通孔，以及加载的梯形槽；

所述两排金属通孔与三角形的直角边分别平行且相互垂直；所述梯形槽平行于等腰直角三角形的斜边，且梯形的上底被所述一排金属通孔包围；所述输入/输出馈线由传输线和加载在传输线两侧的L型槽构成；所述共面波导谐振器位于等腰直角三角形的斜边中心处，且与斜边平行；所述第三金属通孔位于一对共面波导谐振器的中心处；所述第二金属通孔位于第三金属通孔的正上方；所述第一金属通孔位于第二金属通孔的正上方。

所述第一金属通孔、第二金属通孔和第三金属通孔均处在三角形斜边的高上。

通过调整第一金属通孔的孔径，可以控制滤波器的TE101模的谐振频率。

通过调整第二金属通孔的孔径，可以控制滤波器的TE202模的谐振频率。

所述共面波导谐振器的电长度为中心频率对应的波长的四分之一。