[实用新型]一种利用微带线实现交叉耦合的基片集成波导滤波器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基片集成波导滤波器，尤其是一种利用微带线实现交叉耦合的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。

基片集成波导滤波器主要是采用磁场耦合结构，也就是利用金属通孔窗来实现相邻腔体之间的耦合，同时也可以实现不相邻腔体之间的交叉耦合，而目前比较少的基片集成波导滤波器采用电场耦合(即在基片集成波导腔体上开槽实现相邻谐振器之间的耦合)，在电场耦合的基础上实现交叉耦合的基片集成波导滤波器更是非常罕见。

据调查与了解，已经公开的现有技术如下：

1)2010年，Li Rong-Qiang等人在IEEE Microwave and Wireless Components Letters 上发表题为““Design of Substrate Integrated Waveguide Transversal Filter With High Selectivity，”的文章中，提出了一种利用磁场耦合以及源负载耦合的滤波器器，结构如图1a所示，腔体之间的金属通孔窗是用来实现磁场耦合的，同时在源端和负载端之间引入源负载耦合，能够在通带的两边各产生一个零点，改善带外特性。图1b是它的仿真结果。

2)2013年，You Chang Jiang等人在IEEE Transaction on Microwave Theory and Techniques上发表题为“Single-Layered SIW Post-Loaded Electric Coupling-Enhanced Structure and Its Filter Applications”的文章中，提出了一种在相邻的腔体中间开槽来实现腔体之间电场耦合，如图2a所示，这样，整个滤波器中既有磁场耦合，同时存在电场耦合，使得传输零点可以灵活控制，图2b为其测量和仿真的频率响应结果。

3)2005年，X.Chen，W. Hong等人在IEEE Eletronic Letters发表题为“Substrate integrated waveguide elliptic filter with transmission line inserted inverter”的文章提出了利用微带线实现非相邻谐振腔之间的耦合，该结构如图3a所示，在谐振腔1和4之间用微带线实现交叉耦合，从图3b所示的仿真结果可以看出该滤波器能够产生两个传输零点。

4)2013年，ShenWei等人在IEEE Transaction on Components，Packaging and Manufacturing Technology上发表题为“Substrate-Integrated Waveguide Bandpass Filters With Planar Resonators for System-on-Package”提出了由微带线构成的谐振器与谐振腔之间实现耦合，它们之间是电场耦合，而谐振腔之间仍然是磁场耦合，如图4a所示，这种结构的优势是用微带线构成的谐振器来代替谐振腔，在达到同样的效果的基础上减少了滤波器的尺寸，仿真结果如图4b所示。

上述四种基片集成波导滤波器都是基于磁场耦合的基础上实现电场耦合和交叉耦合，而磁场耦合是通过相邻腔体之间的电感窗口进行调节的，当磁场耦合变化比较大时，通过电感窗口进行调节就会显得相当复杂。

实用新型内容