[发明专利]一种基于慢波基片集成槽间隙波导小型化堆叠二阶滤波器

说明书

本发明属于微波器件技术领域，公开了一种基于慢波基片集成槽间隙波导小型化堆叠二阶滤波器，包括：慢波结构、基片集成槽间隙波导谐振腔、耦合结构及微带‑间隙波导过渡结构。本发明的基片集成槽间隙波导通过引入慢波结构实现小型化，该慢波基片集成槽间隙波导与相同横向尺寸的基片集成槽间隙波导相比，截止频率降低了51.6％，减小了横向尺寸；与相同截止频率的基片集成槽间隙波导相比，相速度减小了64.8％，减小了纵向尺寸。基于所设计的慢波基片集成槽间隙波导的基础上设计的慢波基片集成槽间隙波导二阶滤波器通过堆叠技术进一步实现滤波器的小型化，与工作在相同频段的级联型基片集成槽间隙波导二阶滤波器相比，面积减小了81.3％。

技术领域

本发明属于微波器件技术领域，尤其涉及一种基于慢波基片集成槽间隙波导小型化堆叠二阶滤波器。

背景技术

目前，最接近的现有技术：间隙波导技术作为一种新的电磁传输和屏蔽结构，具有非电接触的特性，有效的降低了因电路电接触不好带来的性能不良的问题。间隙波导技术因非电接触的优点，在电路封装、电路设计、天线设计中提供了便利。间隙波导技术包含了脊间隙波导，槽间隙波导和倒微带间隙波导，在本发明中采用了槽间隙波导技术。滤波器作为通信系统至关重要的器件，目前对于滤波器的实现方式主要有微带滤波器，SIW滤波器以及GW滤波器等等；其中关于GW滤波器中的槽间隙波导滤波器主要是基于金属化销钉构成的槽间隙波导设计的，其缺点是不利于集成，体积大且加工成本高；因此基于平面PCB工艺的基片集成间隙波导被广泛应用。这种平面结构加工成本较低，电路面积较小，可集成度较高。本发明中基于基片集成槽间隙波导设计了一个二阶滤波器，然而该滤波器在设计中依旧存在尺寸较大的缺陷，不适应目前通信系统小型化的需求。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)现有的槽间隙波导滤波器设计采用的EBG结构为金属化销钉，导致尺寸过大，且不易于集成，成本较高。

(2)现有采用蘑菇型EBG结构的基片集成槽间隙波导滤波器易集成，成本低，但是在小型化应用中，存在尺寸较大的缺陷，不符合通信系统小型化的趋势。

解决上述技术问题的难度：如何有效的实现基片集成槽间隙波导滤波器的小型化，以及实现基片集成槽间隙波导滤波器腔体之前的耦合，使滤波器的性能良好，成为至关重要的问题，已有研究通过慢波结构和堆叠结构改善滤波器的电路性能，减小尺寸，应用于SIW滤波器小型化设计中；

解决上述技术问题的意义：在基于基片槽间隙波导滤波器设计的前提下，如何实现小型化，成为至关重要的问题。已有研究通过加载慢波结构改善电路性能，减小尺寸，应用于SIW小型化设计中，也有通过采用堆叠技术实现滤波器的小型化。本发明提出一种基于慢波基片集成槽间隙波导小型化堆叠滤波器，实现了基片槽间隙波导滤波器的小型化，满足了通信系统小型化的趋势，使基片集成槽间隙波导应用更广泛。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于慢波基片集成槽间隙波导小型化堆叠二阶滤波器。

本发明是这样实现的，一种基于慢波基片集成槽间隙波导小型化堆叠二阶滤波器，所述基于慢波基片集成槽间隙波导小型化堆叠二阶滤波器设置有：四层介质基板，分别为上层介质板、上层间隙层、下层间隙层、下层介质板；

所述上层介质板和下层介质板槽中是慢波结构；

所述上层间隙层上表面右侧，下层间隙层下表面的左侧分别加载的是上层微带-间隙波导过渡结构、下层微带-间隙波导过渡结构；

所述上层间隙层下表面第三金属地板和下层间隙层上表面第四金属地板连接成一个公共金属地板，在公共金属地板上刻蚀了耦合缝隙，为耦合结构；

所述共用的一个金属地板的上下两侧分别为上层慢波基片集成槽间隙波导谐振腔和下层慢波基片集成槽间隙波导谐振腔；