[发明专利]基于半模基片集成波导及CSR结构的双模可重构滤波器

说明书

本发明属于微波毫米波技术领域，提供基于半模基片集成波导及CSR结构的双模可重构滤波器，主要解决了普通可调滤波器插入损耗大以及在PIN二极管的偏置电压无法直接添加到基片集成波导等问题，本发明是采用半模基片集成波导技术，而上层金属图形层包括半模基片集成波导覆铜层、直流偏置电路及“山”字形微带线等结构，覆铜层两边有两个互补圆形螺旋谐振环(CSR)，通过施加正向/反向偏压，PIN管导通或截止，使得上层金属铜与“山”字型微带线导通或断开，最终实现单双通带切换。该特征下的可重构滤波器具有体积小，插入损耗低，具有多个传输零点，带外抑制高，加载直流馈电方便、调谐速度快、调谐方便等特点，特别适用于无线通信系统。

技术领域

本发明属于微波毫米波技术领域，涉及基于半模基片集成波导及CSR结构的双模可重构滤波器，特别适宜于无线通信系统。

背景技术

近年来，无线通信系统要求能适应多频段、多标准工作，导致系统前所未有的复杂。通信之间的相互干扰越来越严重，由此引发的频谱资源的紧张以及不同通讯用户之间越来越强的干扰问题也越来越严重，在这种情况下，高性能的滤波器作为改善这种情况的有效手段的到研究人员持续的研究与发展，而可重构微波元件具有降低系统复杂度的潜能，特别是在军事通信领域，是对抗无线电干扰的有效手段，可重构滤波器作为可重构系统中最重要的器件之一，能用于通道的选择和镜频抑制，非常适用于下一代无线通信系统。

可重构滤波器的实现方式包括半导体二极管、铁电材料、钇铁石榴石(YIG)、铁氧体等磁铁体、压电体、微机电系统(MEMS)等，随着时间的推移，可重构滤波器正向着小型化、平面化、轻量化、高集成度的方向发展。由于调谐元件的引入，可重构滤波器的损耗通常大于普通滤波器，为了改善可重构滤波器的损耗特性，引入基片集成波导技术，它相比于金属波导和平面微带结构，基片集成波导它的Q值高，重量轻，损耗小，功率容量大，成本低，易于与其它平面电路集成。而半模基片集成波导具有和矩形基片波导相同的特性，但其横向尺寸减少一半，具有小型化的作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于半模基片集成波导及CSR结构的双模可重构滤波器，该滤波器具有体积小，插入损耗低，带外抑制高，加载直流馈电方便、调谐速度快、调谐方便等特点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

基于半模基片集成波导及CSR结构的双模可重构滤波器，由由从下往上依次层叠的下层金属地(32)、中间介质层(1)及上层金属图形层构成；其特征在于，

其中，上层金属图形层包括半模基片集成波导覆铜层(31)、直流偏置电路及“山”字形微带线(7)；所述半模基片集成波导覆铜层(31)通过其上边缘位置设置的一排贯穿中间介质层的金属化通孔(41)、与下层金属地共同构成半模基片集成波导，半模基片集成波导覆铜层(31)左右两边通过梯形微带转换结构(51、52)分别连接输入微带线(161)、输出微带线(162)，半模基片集成波导覆铜层下边中心位置引出第一金属焊盘(81)；所述半模基片集成波导覆铜层(31)上还左右对称开设有两个互补圆形螺旋谐振环(CSR)(61、62)；

所述直流偏置电路包括接地金属片(15)，直流电源(17)，以及依次连接的第二金属焊盘(86)、接地电容(14)、第三金属焊盘(85)、限流电阻(13)、第四金属焊盘(83)、扼流电感(12)、第五金属焊盘(82)；直流电源(17)跨接于第三金属焊盘(85)与接地金属片(15)之间，接地金属片(15)连接第二金属焊盘(86)；第一金属焊盘(81)与第五金属焊盘(82)之间跨接有隔直电容(9)；

所述“山”字形微带线(7)的中间微带线与第四直流偏置电路金属焊盘(82)之间跨接PIN二极管(11)，PIN二极管的阳极连接第四直流偏置电路金属焊盘(82)上。

进一步的，所述互补圆形螺旋谐振环是在半模基片集成波导覆铜层上刻蚀图案所构成的，其图案是由两个宽度和间距相等的圆环并在下边中心位置开口处内环与外环连接。