[发明专利]基于三角形互补开口谐振环的集成基片波导带通滤波器

说明书

本发明涉及基于三角形互补开口谐振环的集成基片波导带通滤波器，包括呈等边三角形的谐振腔，所述谐振腔由依次层叠的上表面金属层、介质基片及下表面金属接地板构成，所述上表面金属层通过其底部的金属柱，穿过介质基片与下表面金属接地板相连通；所述上表面金属层的中心位置设有呈三角形的互补开口谐振环结构。其中，将该三角形互补开口谐振环加载于含有一对简并模式的三角形谐振腔中，互补开口谐振环会产生一个通带，通过调节谐振环的参数将其产生的通带调至谐振腔的一对简并模式附近，可提升该滤波器的带宽。在谐振腔内开圆型干扰金属化通孔可以进一步调整该带通滤波器的传输零点，从而更有效地抑制带外谐波。本发明不仅结构简单，便于加工，并且低频端与高频端同时存在传输零点，可以有效抑制带外谐波，有较高的频率选择性，性能优越。

技术领域

本发明涉及一种带通滤波器，尤其是一种基于三角形互补开口谐振环的集成基片波导的带通滤波器，属于无线通信技术领域。

背景技术

随着现代无线通信技术的快速发展，通信设备不断向着小型化、低成本、高性能的方向发展。早期微波系统中，传统金属波导因其自身拥有较高的品质因数，高功率容量，损耗又较低的优点得到广泛的应用。但同时金属波导因其体积大、加工成本高的缺点，在现代微波系统中难以集成。

为了克服上述缺点，近些年，基片集成波导（SIW：Substrate IntegratedWaveguide）因其具有高品质因数、高功率容量、低损耗、尺寸小、易于加工等优点，在微波、毫米波系统中得到广泛的应用。过去数十年中，已经有大量文献对矩形、圆形基片集成波导进行了研究，而对于三角形基片集成波导的研究还是不足，同时对于三角形多模谐振腔滤波器的研究更是不足。与传统的基片集成波导相比，三角形基片集成波导结构更紧凑、易于布局组合集成，在微波电路领域很有发展前景。

随着频率范围的不断提高，现代通信技术对毫米波器件小型化的要求将不断提高。目前针对多模基片集成波导的研究主要集中在多层，多个谐振腔级联的方法，而为了满足毫米波器件小型化，高性能的要求，如何在单层单一谐振腔的基础上提高滤波器的频带带宽，提高性能，成为该领域日益需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术存在的缺陷，提出一种基于三角形互补开口谐振环的集成基片波导带通滤波器，利用三角形多模基片集成波导谐振腔上加载三角形互补开口谐振环，将其等效谐振频率调至谐振腔的一对简并模附近，在原单一谐振腔不变的基础上提高滤波器的频带带宽。

为了达到以上目的，本发明提供了一种基于三角形互补开口谐振环的集成基片波导带通滤波器，包括呈等边三角形的谐振腔，所述谐振腔由依次层叠的上表面金属层、介质基片及下表面金属接地板构成，所述上表面金属层通过其底部的金属柱，穿过介质基片与下表面金属接地板相连通；

所述上表面金属层的两侧边沿其中线末端分别向外延伸形成微带传输线，所述微带传输线分别垂直贴合于介质基片相对应的侧边，且微带传输线与上表面金属层的交界处分别加载有共面波导过渡结构；所述上表面金属层的中心位置设有呈三角形的互补开口谐振环，所述互补开口谐振环由内外两个等边三角形的开口环形结构构成，且两个等边三角形的对应边相平行；外层开口环形结构的开口设于其底边的中心位置，内层环形结构的开口设于其上顶角位置，且内外层环形结构的开口大小相同，两个三角形谐振环的三条边分别与其对应的谐振腔的三条边平行。

本发明的进一步限定技术特征为：所述内外层环形结构的宽度与两者之间的距离相等。所述互补开口谐振环关于三角形底边对应的高呈左右对称结构。

进一步的，所述介质基片上，沿其三条边排布有用于穿过金属柱的圆柱型金属化通孔；所述圆柱型金属化通孔的轴线与介质基片的边在同一平面内相互垂直，且所述圆柱型金属化通孔与金属柱的高度相同。

进一步的，所述介质基片的底边对应的中垂线上设有一个用作干扰柱的金属化通孔，所述金属化通孔设置在所述等边三角形基片集成波导谐振腔内。