[实用新型]基于衬底集成波导的开口谐振环带通滤波器

说明书

技术领域

本实用新型属于一种微波毫米波混合集成电路和毫米波集成电路中的滤波器，特别是一种基于衬底集成波导的开口谐振环带通滤波器。

背景技术

微波滤波器是微波工程中重要的微波器件，广泛运用于微波系统中。它对允许通过的频带放行，对不允许的通过的频带截止。常用的滤波器用矩形波导或者微带线来实现。但是传统的设计思路使得滤波器器件的体积大小成为发展的瓶颈。特别是要求比较高的设计中，运用传统的设计思路实现比较困难。我们熟知的矩形波导具有损耗小，承受功率容量大，Q值高等优点，但体积大，难以与平面电路集成，而现代技术的发展则对小型化，集成化具有相当高的要求；微带线则具有体积小，重量轻，易于集成等优点，但是其功率容量小，Q值低，因而在某些方面的应用受到一定的局限。近年来，有学者提出一种新型的波导-衬底集成矩形波导，即通过加工在微带衬底上的两排金属柱，把矩形波导制作到微带衬底上。这种新型传输线融合了矩形波导和微带线的优点，不仅体积小，重量轻，可承受较高的功率门限，而且Q值也较高。目前，已经有一些微波毫米波的无源或者有源器件被设计在这种新型平台上，理论和实验均表明这些器件具有非常突出的特点，兼具矩形波导器件和微带器件的双重优点，如文献1(“Integrated microstrip andrectangular waveguide in planar form，IEEE Microwave Wireless Compon Lett.，vol.11,no.2，Feb.2001，pp.68-70)以及文献2(“Low cost microwave oscillator using substrateintegrated waveguide cavity”，IEEE Microwave and Wireless Comp.Lett.，Vol.13，No.2，2003，pp.48-50)，在上述文献中，都比较详细地介绍了用衬底集成波导这种新技术来设计新型的微波毫米波有源和无源器件。

同时，近年来，随着对左手材料的研究不断深入，学者们提出了一种新型的结构-开口谐振环(CSRR)。这种新型结构的左手特性十分灵活，具有很好的应用前景。目前这个结构已经被广泛地运用于一些新颖器件的设计，如文献3(“Effective negative-stop-bandmicrostrip lines based on complementary split ring resonators”，IEEE Microwave WirelessComp.Lett.，Vol.14，2004，pp280-282.)在上述文献中详细地介绍了开口谐振环的结构以及开口谐振环与微带线结合使用的无源器件的设计。为此，本发明提出一种新型的基于开口谐振环的衬底集成波导带通滤波器。该带通滤波器的设计结合开口谐振环和衬底集成波导的优点。这种滤波器不但功率容量大，Q值高而且上边频陡峭，对带外杂波的抑制能力很强。

但迄今为止，尚无人使用开口谐振环与衬底集成波导结合设计带通滤波器。为此，本发明提出一种新型的基于衬底集成波导的开口谐振环的带通滤波器结构，即把开口谐振环的结构设计在衬底集成波导的上表面，设计出的滤波器具有带外衰减陡峭的特点，而且体积小，重量轻，易于和其他的平面微波毫米波电路集成，因而可望在微波毫米波混合集成电路或者毫米波集成电路(MMIC)中获得极大的应用。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种灵活性强、带外杂波抑制能力强、低剖面，并易于和微带及共面波导等平面电路或系统相连接的基于衬底集成波导的开口环谐振器带通滤波器。

实现本实用新型目的的技术方案为：一种基于衬底集成波导的开口谐振环带通滤波器，包括介质基板，在介质基板上设置两排金属柱，每排中的金属柱以等间距横行连接，便组成衬底集成波导，所述的衬底集成波导的两排金属柱连接微带馈线，该微带线由50欧姆微带线和锥形变换组成，所述的微带馈线以及衬底集成波导设置在介质基板上的表面为金属介质，在衬底集成波导的上表面腐蚀出两排开口谐振环，该两排开口谐振环位于两排金属柱之间。