[发明专利]基于基片集成波导的电可调的三模带通滤波器

说明书

本发明属于滤波器技术领域，公开了一种基于基片集成波导的电可调的三模带通滤波器，由上层金属表面、中间介质基板和下层金属底面组成，包括第一谐振腔和第二谐振腔；第一谐振腔为一个方形的双模基片集成波导谐振腔，第二谐振腔为一个等腰直角三角形的基于主模的基片集成波导谐振腔；第一谐振腔和第二谐振腔采用直接耦合的方式级联在一起形成三模带通滤波器；三模带通滤波器的馈电方式采用共面波导馈电，且采用阶梯形式进行阻抗匹配；矩形谐振腔引入两个传输零点，三角腔减少了其他模式的杂散频率，二者实现同步可调的同时，共同提升了可调带通滤波器的带外抑制性能。

技术领域

本发明属于滤波器技术领域，尤其涉及一种基于基片集成波导的电可调的三模带通滤波器。

背景技术

作为无线通信系统的重要组成部分之一，电可调滤波器具有广阔的应用领域，如多功能收发机、军事防御和电子对抗等等。基片集成波导结构作为一种新型传输微波的结构，除了具有大功率容量和高品质因数的特点，更重要的是拥有良好的高频特性，易于与射频电路集成。多模滤波器是指将多种谐振模式应用于滤波器的腔体中，这种滤波器往往拥有更加紧凑的结构和良好的带外抑制特性。另外，为了实现滤波器的可调特性，诸如BST铁电薄膜、半导体变容二极管、MEMS等调谐方法被大量采用，变容二极管不仅具有快速的调谐速度的优点，更重要的是其成本较低，更易于加工最终实现成品。

Qiao-Li Zhang等人在Microwave and Optical Technology Letters，VOL.59.2017发表的《A Reconfigurable Dual-mode Bandpass Filter Based OnSubstrate Integrated Waveguide》介绍了一种在单个矩形谐振腔内利用简并模实现可重构性能的滤波器，将集总电容放置在双模场强最大的位置，同时将馈电位置选择在非腔体边长中心的位置，通过改变贴片电容的容值大小，最终实现滤波器的可调性能。

这种滤波器通过加载集总贴片电容利用单个腔体中简并模实现了频率的可调性，这样滤波器中的主模这一杂散频率将对带外特性造成不良影响，尤其对于可调滤波器来说，不同通带外的杂散频率对整个可调性能的影响将会被放大。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种基于基片集成波导的电可调的三模带通滤波器，实现了带通滤波器的频率可调；同时减少了其他模式的杂散频率，共同提升了可调滤波的带外抑制性能。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现。

一种基于基片集成波导的电可调的三模带通滤波器，所述三模带通滤波器由上层金属表面、中间介质基板和下层金属底面组成，包括第一谐振腔和第二谐振腔；

所述第一谐振腔为一个方形的双模基片集成波导谐振腔，所述第二谐振腔为一个等腰直角三角形的基于主模的基片集成波导谐振腔；

所述第一谐振腔和所述第二谐振腔采用直接耦合的方式级联在一起形成所述三模带通滤波器；

所述三模带通滤波器的馈电方式采用共面波导馈电，且采用阶梯形式进行阻抗匹配。

本发明技术方案的特点和进一步的改进为：

(1)所述第一谐振腔采用简并模式进行谐振，所述简并模式为对角TE₁₀₂模式和TE₂₀₁模式，并且在所述第一谐振腔的一组对角的位置分别设置有一个金属化过孔。

(2)所述第一谐振腔上还设置有四个表面方环型的缝隙谐振器，所述四个表面方环型的缝隙谐振器分别设置在TE₁₀₂模式的电场分布场强最大的位置处和TE₂₀₁模式的电场分布场强最大的位置处。

(3)所述第一谐振腔上还设置有四个相同的变容二极管，所述四个相同的变容二极管分别搭载在所述四个表面方环型的缝隙谐振器的缝隙上。