[发明专利]一种基于奇偶模分析的HMSIW多通带带通滤波器

说明书

本发明公开了一种基于奇偶模分析理论的HMSIW多通带带通滤波器，包括介质基板、输入输出微带线、谐振腔、两个双模谐振器和缺陷地结构。本发明谐振腔采用对角线切割的三角形HMSIW腔体，通过引入两个双模谐振器，使HMSIW谐振腔本身的谐振模式与双模谐振器的奇偶模式相耦合从而实现多通带。在滤波器的金属地层加入缺陷地结构，使HMSIW腔体体积不增大的情况下降低腔体本身的谐振频率，从而更方便与谐振器奇偶模频率进行耦合，最后在输入输出端口之间引入源与负载直接耦合，为滤波器增加一条额外的耦合路径，在不改变通带内的性能的同时增加带外抑制性，提高滤波器整体性能。

技术领域

本发明属于微波无源器件技术领域，涉及一种基于奇偶模分析的HMSIW多通带带通滤波器。

背景技术

随着频谱资源的越来越拥挤，往更高的频率发展已经成为必然的趋势。传统平面微带滤波器结构存在辐射损耗和高欧姆损耗，导致高插入损耗。波导元件用于高频，具有良好的性能，但它的缺点是昂贵和体积大。故最近兴起的基片集成波导(SIW)技术引起了各位学者的研究。基片集成波导电路由于其低损耗、高Q值、小型化等优点，近年来受到了广泛的关注。但由于全模SIW尺寸相对较大，故产生了半模基片集成波导(HMSIW)、四模基片集成波导(QMSIW)、八模基片集成波导(EMSIW)等结构在不改变全模SIW场分布的同时，可以尽量缩小尺寸。目前，单个滤波器已经不能满足多个信道集成在一个系统的应用需求，在无线通信系统中使用多通带滤波器可以有效地减小系统的整个电路的复杂度和通信设备的体积，从而达到简化系统、降低设备成本的目的。因此，研究多通带滤波器的设计具有极为重要的意义。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种基于奇偶模分析的HMSIW多通带带通滤波器，该滤波器通过刻蚀双模谐振器，并由双模谐振器产生的奇偶模频率与谐振频率耦合从而产生多通带。以此设计的滤波器在保证通带性能的前提下有利于实现小型化，同时具有易集成、可靠性高的优点。

为达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种基于奇偶模分析的HMSIW多通带带通滤波器，包括介质基板、输入微带线、输出微带线、等腰直角三角形谐振腔、两个双膜谐振器和缺陷地结构；

在所述介质基板的顶层铺铜层刻蚀两个双模谐振器，和通过周期性排列的金属化通孔构成所述等腰直角三角形谐振腔，两个双模谐振器与等腰直角三角形谐振腔的谐振频率进行耦合产生通带；

在所述介质基板的地层刻蚀缺陷地结构，利用其慢波特性在不增大谐振腔体积的情况下减低谐振频率。

优选地，利用奇偶模分析法对所述双模谐振器进行奇偶模分析，得到双膜谐振器产生奇模频率和偶模频率，所述等腰直角三角形谐振腔的TE101和TE102模式谐振频率与双膜谐振器产生的奇偶模频率进行耦合，从而形成通带。

优选地，所述双模谐振器采用工型结构。

优选地，所述缺陷地结构为哑铃状。

优选地，所述输入微带线和输出微带线之间采用直接耦合。

优选地，所述输入微带线的特性阻抗为50欧姆。

优选地，所述输出微带线的特性阻抗为50欧姆。

优选地，改变所述双模谐振器的奇偶模模型电长度，来控制奇偶模频率的谐振点，从而对带通滤波器各通带的中心频率进行控制。