[发明专利]一种径向基片集成波导滤波功分器

说明书

本发明公开了一种径向基片集成波导滤波功分器，包括输入端口、SIW圆腔、U形侵槽、第一SIW矩形腔、第二SIW矩形腔、第三SIW矩形腔和输出端口；所述输入端口设置于SIW圆腔中心，SIW圆腔沿径向分成五部分分别与五个第一SIW矩形腔一端相连构成五路功分器，第一SIW矩形腔另一端与第二SIW矩形腔相连，第三SIW矩形腔位于两个第二SIW矩形腔中间，U形槽位于第一SIW矩形腔上侧金属，U形开口指向沿逆时针，输出端口位于第三SIW矩形腔中间。本发明的径向基片集成波导滤波功分器结构紧凑，损耗低，通带宽，制造成本低，方便应用。

技术领域

本发明属于微波毫米波无源器件领域，具体为一种径向基片集成波导滤波功分器。

背景技术

功分器在电子通信系统中，尤其是在雷达系统和天线中应用广泛。在实际使用中，功分器用于将一路信号分成均匀或者不均匀的几路信号，但是功分器在非工作频段衰减不够大，无法拒绝不需要频率的信号。一般，会使用带通滤波器来滤除不需要频率的信号。这种情况下，功分器和滤波器都占据了较大空间。随着高集成水平和小型化系统的进一步发展，对微波器件的集成要求越来越高，将功分器与带通滤波器集成为滤波功分器将是未来的趋势。越来越多的研究在一个器件中实现了两种功能，这些结构已经被证实具有较小的尺寸和良好的性能。

此外，传统的波导功分器拥有低损耗、高Q值、功率容量大的优点，但是体积大，不易与其他电路相连或者集成；微带功分器拥有体积小、成本低等优点，但是功率容量小、损耗大。为了同时具有这两者的优点，基片集成波导结构(SIW)被提了出来。由于其低成本、低损耗、体积小，易与其他电路集成等优点，在天线、滤波器、功分器、谐振器等器件中广泛应用。在多路功分应用中，径向结构因其具有相位平衡特性，因此优势显著。因此，使用SIW来实现径向滤波功分性能是一种合适的选择。

现有的研究无法满足宽带小型化通信系统要求，C.Rave等人提出了一种多层基板的径向SIW功分器，在中心频率20GHz处实现了45％的带宽，但是没有集成滤波功能。2014年，Song,K.在单层介质基板基础上提出了一种有着多探针和多径向槽的带通滤波功分器，插入损耗非常低，只有0.3dB左右，并且拥有比较好的阻带带宽，但是相邻端口之间相位相差180°，不适合需要同相位的应用环境。

发明内容

本发明的目的在于提供一种径向基片集成波导滤波功分器。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种径向基片集成波导滤波功分器，包括输入端口、SIW圆腔、五个U形槽、五个第一SIW矩形腔、五个第二SIW矩形腔、五个第三SIW矩形腔和五个输出端口；

所述输入端口设置于SIW圆腔中心，所述SIW圆腔沿径向平均分割为五份，分别与五个相同的第一SIW矩形腔一端相连构成五路功分器，五个第一SIW矩形腔另一端分别与五个第二SIW矩形腔一一对应连接相连，第三SIW矩形腔位于两个相同的第二SIW矩形腔中间，五个U形槽一一对应设置在五个第一SIW矩形腔上，输出端口(7)分别位于第三SIW矩形腔(6)中间。

优选地，所述SIW圆腔半径r₁由下述公式确定：

其中，c是光速，h是介质板厚度，ε_r是介质基板的相对介电常数，P₀₁为2.405。

优选地，所述U形槽包括第一缝隙、第二缝隙和第三缝隙；第一缝隙、第三缝隙分别与第二缝隙的两端垂直连接构成U形；五个U形槽沿圆周方向设置，且开口沿逆时针方向；

所述第一缝隙最内侧距离SIW圆腔中心的长度u＝7mm。