[发明专利]一种基片集成波导毫米波带通滤波器及其改进方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种毫米波带通滤波器及其改进方法，尤其是一种基片集成波导毫米波带通滤波器及其改进方法，属于无线通讯领域。 

背景技术

随着毫米波技术在无线通讯系统和雷达系统中应用的不断增多，对毫米波带通滤波器的需求也日益增加。较早的微带带通滤波器由于在平面制图和制板上的方便而被广泛应用，但是这种滤波器的技术指标较差，随着通讯技术的不断发展，对滤波器的要求也越来越高。采用金属波导的毫米波滤波器虽然能够达到较好的技术指标，但是造价昂贵，不能被广泛地应用；具有EBG(Electromagnetic Band-Gap)结构的毫米波滤波器，能够很好的满足现在的技术指标要求，但是这种滤波器体积较大。 

最近，采用基片集成波导（Substrate Integrated Waveguide，简称SIW）的毫米波滤波器受到很高的重视，它可以实现高性能且具有体积小的滤波器。它是一种新型波导，它具有传统的金属波导品质因数高、易于设计的特点，同时也具有体积小、造价低、易加工等传统波导所没有的特点，它的这些优点，使得这种结构的滤波器被广泛应用于无线通讯系统。但是，目前的SIW结构通常采用过孔实现磁场耦合，过孔耦合在频率很高的时候，由于波长很短，过孔的半径相对于波长来说已经很大了，所以就很难通过过孔耦合来实现通带。 

据调查与了解，已经公开的现有技术如下： 

2009年，陈飞等人载“真空电子技术”上发表题为“一种新型基片集成波导带通滤波器的设计与实现”的文章中，作者采用了微带-SIW混合结构，如图1所示，形成一个带通滤波器，性能好，体积小。 

2011年，Qiao-Li Zhang等人在IEEE MICROWAVE AND WIRELESS LETTERS上发表题为“Compact Substrate Integrated Waveguide(SIW)Bandpass Filter With Complementary Split-Ring Resonators(CSRRs)”的文章中，采用了基片集成波导和互补开口环谐振器相结合的结构，如图2所示，这种结构的滤波器具有较高的外部品质因数Q值，体积小，而且没有寄生通带。 

但是，上述两种现有技术的滤波器，难以取得合适的尺寸参数，所以带内特性较差，而且回波损耗较大，不能满足人们的需求。 

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供了一种结构简单，可以调节耦合强度的基片集成波导毫米波带通滤波器。 

本发明的另一目的在于提供一种上述基片集成波导毫米波带通滤波器的改进方法，使滤波器具有良好的带内特性。 

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到： 

一种基片集成波导毫米波带通滤波器，其特征在于：包括三个谐振器和四条缝隙，所述三个谐振器通过四条缝隙构成EBG结构的三阶谐振器，所述缝隙为用于实现各谐振器间电场耦合的槽线。 

作为一种优选方案，所述三个谐振器由左至右分别为第一谐振器、第二谐振器和第三谐振器，所述四条缝隙由左至右分别为第一缝隙、第二缝隙、第三缝隙和第四缝隙，所述第一缝隙位于第一谐振器左侧，所述第二缝隙位于第一谐振器与第二谐振器之间，所述第三缝隙位于第二谐振器与第三谐振器之间，所述第四缝隙位于第三谐振器的右侧。 

作为一种优选方案，所述第一缝隙、第二缝隙、第三缝隙和第四缝隙的形状为矩形。 

本发明的另一目的可以通过采取如下技术方案达到： 

一种基片集成波导毫米波带通滤波器的改进方法，其特征在于包括以下步骤： 

1）对所述滤波器左或右其中一端的结构进行仿真，即该结构包括第一谐振器和第一缝隙，或包括第三谐振器和第四缝隙，根据第一缝隙或第四缝隙的两个变量缝隙宽度W₁和缝隙长度H₁，提取外部品质因数Q值； 

2）根据步骤1）提取的Q值，与理论Q值相比较，得到与理论Q值相符合的缝隙宽度W₁参数和缝隙长度H₁参数； 

3）对所述滤波器的左边或右边结构进行仿真，即该结构包括第一谐振器、第二谐振器和第二缝隙，或包括第二谐振器、第三谐振器和第三缝隙，根据第二缝隙或第三缝隙的两个变量缝隙宽度W₂和缝隙长度H₂，提取耦合系数K值；