[发明专利]一种半模基片集成波导滤波器

说明书

本发明涉及一种半模基片集成波导滤波器，属于无线通信技术领域，它包括介质基板，其上下端面分别设置有腔体顶层金属和腔体底层金属；在所述腔体顶层金属上刻蚀有多个槽型结构形成多个谐振器，多个谐振器之间通过耦合金属带连接实现磁耦合，并通过耦合金属带和槽型结构的间隙大小实现电耦合；在腔体顶层金属左端和右端的谐振器上连接有输入端口和输出端口，多个谐振器混合耦合并在谐振时形成滤波器的通带，从而实现带通滤波的功能。本发明通过在顶层金属蚀刻槽型结构，得到了4个谐振器，从而实现带通滤波的功能；在谐振器之间实现了混合电磁耦合，引入了传输零点，改善了带外抑制和频率选择性，提高了阻带带宽。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种半模基片集成波导滤波器。

背景技术

无线通信技术的巨大发展极大地推动了低成本、小体积、频率选择性好、抑制范围广的带通滤波器的发展。对于基站而言，波导结构由于其低损耗、高功率容量和高品质因数的特点，在滤波器设计中占主导地位从而被广泛应用。近十年来，基片集成波导（SIW）由于其成本低、重量轻、插入损耗小、加工方便、且与其他平面电路兼容性好等特点，能够满足高性能滤波器的设计要求，从而得到了广泛的研究与应用。

为了进一步的缩小滤波器的体积，半模基片集成波导（HMSIW）滤波器被提出，此种结构在继承基片集成波导优点的基础上可以使体积缩小一半而保持特定谐振模式的场结构不变。大多数HMSIW滤波器都是单一耦合方式，即单一的磁耦合或者电耦合。矩形波导体积较大，价格昂贵，且难以与其他平面结构集成。基片集成波导与矩形波导相比重量更轻，易加工且与其他平面结构兼容性较好，但是电路面积还是较大。半模基片集成波导在基片集成波导基础上进一步缩小尺寸，但是也具有低品质因数和低功率容量的缺点。采用单一耦合方式的带通滤波器相较于采用混合耦合方式的滤波器而言，不能引入由于混合电磁耦合造成的传输零点，导致频率选择性会更差，且带外抑制度会更低，相应的阻带宽度会更窄。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供了一种半模基片集成波导滤波器，解决了现有滤波器存在的不足。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种半模基片集成波导滤波器，它包括介质基板，在介质基板的上下端面分别设置有腔体顶层金属和腔体底层金属；在所述腔体顶层金属上刻蚀有多个槽型结构形成的多个谐振器，以及贯穿介质基板和腔体底层金属的金属通孔，多个谐振器之间通过耦合金属带连接实现磁耦合，并通过设置耦合金属带和槽型结构的间隙大小实现电耦合，进而实现混合电磁耦合；在腔体顶层金属左端的谐振器上连接有输入端口，右端的谐振器上连接有输出端口，多个谐振器混合耦合并在谐振时形成滤波器的通带，从而实现带通滤波的功能。

多个槽型结构分别刻蚀在腔体顶层金属的左右两端形成四个谐振器，四个谐振器的结构呈左右对称；位于腔体顶层金属左端和右端的两个谐振器通过第一耦合金属带连接，位于腔体顶层金属中间的两个谐振器通过第二耦合金属带连接，通过连接的第一耦合金属带和第二耦合金属带实现四个谐振器的磁耦合。

所述多个槽型结构的宽度间隙为W₁，第一耦合金属带的宽度间隙为W₃，第二耦合金属带的宽度间隙为W₄；通过间隙W₁、W₃和W₄来使得四个谐振器实现电耦合，并与磁耦合配合实现混合电磁耦合，通过混合电磁耦合引入传输零点。

所述输入端口和输出端口插入到谐振器的深度为t，与谐振器的间隔为v，通过共面波导尺寸t和v实现与谐振器的共面波导形式连接。

在位于腔体顶层金属中间的两个谐振器之间还连接有一电容，通过电容将位于通带右侧的传输零点移到左侧，从而获得所期望的频率响应和满足响应的带宽要求。