[发明专利]一种采用U型槽线的宽带基片集成波导滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及一种宽带基片集成波导滤波器，尤其是一种采用U型槽线的宽带基片集成波导滤波器，属于无线通讯领域。

背景技术

无线通讯技术在现实社会生活中发挥着越来越重要的作用，作为无线通讯领域的重要组成不跟，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，但是这种滤波器的损耗大，特别在高频的时候会产生很大的能量辐射。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，它可以实现体积小，成本低的高性能带通滤波器。它是一种新型波导，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。

据调查与了解，已经公开的现有技术如下：

1)2005年，祝雷等人在IEEE Microwave and Wireless Components Letters上发表题为“Ultra-wideband(UWB)bandpass filters using multiple-mode resonator”的文章中，作者提出了一种采用阶跃阻抗线的多模谐振器，结构如图1a所示，这种结构若干个谐振模式平移到所需要的通带中，实现了一个超宽带滤波器；图1b是它的仿真结果。

2)以多模谐振器技术为基础，为了提高超宽带通带滤波器的带外抑制水平，研究者们提出了进一步改进方案。2009年，Wong Sai Wai等人在IEEE Microwave and Wireless Components Letters上发表题为“Quadruple-mode UWB bandpass filter with improved out-of-band rejection”的文章中，提出了多模谐振器中引入两个短路枝节线，使第四个谐振模式向频率低端移动，与前三个谐振模式一起构成四模式UWB滤波器，并且分别在较低和较高的截止频率处产生一个传输零点，从而在通带之外产生较高的带外抑制，该四模超宽带滤波器结构如图2a所示，其测量和仿真的频率响应结果如图2b所示。

3)上述两种宽带滤波器是在微带线上进行设计的，相对带宽很宽，但是它们有一个共同的缺陷是损耗比较大。2005年，郝张成等人在IEEE Transaction on Microwave Theory and Techniques上发表题为“Compact Super-Wide Bandpass Substrate Integrated Waveguide(SIW)Filters”提出了在基片集成波导上刻蚀出electromagnetic bandgap(EBG)结构，如图3a和图3b所示。仿真结果如图3c所示，相对带宽接近65％，损耗较小，不过这种结构比较复杂，不易于设计和加工。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供了一种具有多模谐振器，且能够满足小型化宽带通信系统要求的采用U型槽线的宽带基片集成波导滤波器。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种采用U型槽线的宽带基片集成波导滤波器，包括基片集成波导，所述基片集成波导包括介质基板、设置在介质基板正面和反面的两层金属贴片以及上下两排金属通孔，所述两层金属贴片构成基片集成波导的上下壁，所述上下两排金属通孔依次贯穿介质基板正面的金属贴片、介质基板以及介质基板反面的金属贴片，构成基片集成波导的左右壁，其特征在于：所述介质基板正面的金属贴片上刻蚀有U型槽线，所述刻蚀U型槽线的基片集成波导形成多模谐振器。

作为一种优选方案，所述U型槽线有一条，该U型槽线设置在介质基板正面的金属贴片中心处。

作为一种优选方案，所述U型槽线有两条，所述两条U型槽线上下对称构成一个槽线单元，该槽线单元设置在介质基板正面的金属贴片中心处，其中位于上方的U型槽线两边朝下，位于下方的U型槽线两边朝上。