[发明专利]一种带通或带阻可重构的HMSIW滤波器

说明书

本发明公开了一种带通或带阻可重构的半模基片集成波导(HMSIW：Half Mode Substrate Integrated Waveguide)滤波器,包括两层介质基板、设置在两层介质基板之间的中间金属层、分别设置在介质基板表面的底层金属和顶层金属；所述顶层金属包括微带结构，所述底层金属与中间金属层之间的介质基板开有多个连接孔，并在中间金属层两侧均开有耦合槽，构成半模基片集成波导谐振腔结构。本发明采用半模基片集成波导的结构，使得滤波器的面积缩小一半，利于滤波器的小型化，更易于系统集成。

技术领域

本发明涉及物联网设备或手机中的射频集成电路滤波器，具体而言，涉及一种带通或带阻可重构的半模基片集成波导(HMSIW)滤波器。

背景技术

滤波器作为通信系统前端的关键器件之一，其分离有用信号的能力在频谱资源稀缺的大背景下显得尤为重要，直接决定了整个无线通信系统的性能。目前，滤波器已经广泛应用于雷达、移动通信、探测、航空航天等领域的器件与设备中，并且随着5G通信时代的到来，以及物联网技术的广阔前景，对于滤波器的需要将进一步增加，且对各种性能指标都提出了更高、更严苛的要求，如滤波器的小型化、高集成度、高选择性、以及滤波器的可重构性，包括中心频率可重构、带宽可重构，带通/带阻可重构等。可重构滤波器可以动态调谐滤波器结构或参数，使其表现不同的滤波性能，以满足不同场合需求。其中带通/带通可重构滤波器作为滤波器的一种类型，可在通带的情况下滤过有用信号，而在阻带的情况下抑制强干扰信号，且由于带通与带阻集成在同一个滤波器上，避免了在系统中用分开使用一个带通滤波器和一个带阻滤波器，因而可以在有限的尺寸下实现系统的小型化。

就现有的可实现滤波器带通与带阻响应来说，可分别用一个带通滤波器与一个带阻滤波器，利用开关来切换不同的通道实现带通与阻带响应。另外，Eric J.Naglich等人在期刊“IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES”发表了题为“ATunable Bandpass-to-Bandstop Reconfigurable Filter With IndependentBandwidths and Tunable Response Shape”，其利用了三层金属结构，金属化过孔在底层基板层形成了圆柱谐振腔，通过电控射频开关的通断，使微波信号经不同的耦合路径从输入端口到达输出端口，从而分别得到滤波器带通与带阻响应。

现有的方案中，分别采用一个带通滤波器与一个带阻滤波器，并利用开关实现带通响应与带阻响应通道切换。这种方式最大的不足是，由于用了两个滤波器，占用面积大，难以在有限的尺寸上集成两个滤波器，不利于系统的小型化与集成；此外，带通响应与带阻响应都有开关的介入，使得插入损耗增大。

以上文章所提到的带通/带阻可重构滤波，由三层金属结构构成，利用金属化过在中间层金属与底层金属之间形成圆柱形谐振腔，带通/ 带阻响应可通过两个开关控制。开关的作用是切换微波信号的耦合通道，当开关断开时，信号经两个圆柱谐振腔形成通带；而开关带通时，信经两条耦合路径在输出端口形成阻带。该可重构滤波器采用了圆柱谐振腔，其不足还是存在滤波器尺寸相对较大的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带通或带阻可重构的HMSIW(Half Mode SubstrateIntegrated Waveguide,半模基片集成波导)滤波器，采用半模基片集成波导的结构，使得滤波器的面积缩小一半，利于滤波器的小型化，更易于系统集成。

为达到上述技术目的，本发明采用的技术方案具体如下：

一种带通或带阻可重构的HMSIW滤波器，包括两层介质基板、设置在两层介质基板之间的中间金属层、分别设置在介质基板表面的底层金属和顶层金属；所述顶层金属包括微带结构，所述底层金属与中间金属层之间的介质基板开有多个连接孔，并在中间金属层两侧均开有耦合槽，构成半模基片集成波导谐振腔结构。