[实用新型]小型化基片集成波导滤波器及其高阶滤波器

说明书

本实用新型公开了一种小型化基片集成波导滤波器，包括基板，分别作为输入和输出连接到基板的微带线结构；所述基板下表面整块敷铜，所述基板上表面刻蚀有开槽结构，且开槽结构相对于基板中心呈旋转对称，并在基板上表面形成两个开口谐振器。同时，本实用新型还公开了一种基于小型化基片集成波导滤波器的高阶滤波器，在两个开口谐振器之间增加高阶谐振器，可以进一步提高滤波器的矩形度，提升滤波器的选频性能。采用本实用新型通过在基板表面刻蚀S形结构开槽，等效为两个短路的四分之一波长谐振器，构成一个二阶带通滤波器，实现了滤波器的小型化。

技术领域

本实用新型涉及无线通信技术领域，具体而言，涉及一种小型化基片集成波导滤波器及其高阶滤波器。

背景技术

具有低插损、高Q值的带通滤波器是现代无线通信系统的基本组成部分，它能抑制杂波及其他干扰信号，而使有用信号低损耗通过，是射频前端电路关键的器件之一。由于基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide,SIW)滤波器具有高功率容量、低插损、易集成等优点，使其得到了广泛的研究与应用，功能多样、种类繁多的SIW滤波器已应用于各类通信系统中。就现代通信系统而言，追求系统的小型化、便捷性也是一个非常重要的指标。实现系统的小型化在于实现电路与器件的小型化。因此，对滤波器的小型化设计显得十分必要。

目前，在现有技术中，滤波器设计大概可分为LC集总参数滤波器、微带线滤波器、波导滤波器、SIW滤波器。

传统基于集总参数元件的LC滤波器，利用分立的集总参数电容电感元件，可设计成各类低通、带通、高通、带阻滤波器等。由于集总参数元件自身的小尺寸，可实现滤波器的小型化设计。但LC滤波器致命的缺陷在于，只能用于大概2GHz频率以下的滤波器设计，存在频率设计的上限。

利用微带线、带状线的滤波器设计，其具有体积小、易集成、设计自由度高等优点；但其不足是功容量较小，损耗大，尤其在毫米波频率时辐射损耗严重。而基于波导结构的滤波器设计，尽管其具有最大功率容量，以及非常小的插入损耗，但其不足是体积偏大，三维立体结构的滤波器难以与PCB电路集成，实用性不强。

因而，在基于SIW滤波器，如何设计使其能够在保持SIW滤波器高Q值、低损耗、易集成等优点的同时，克服上述其他类滤波器体积偏大的问题，使其满足小型化，能够使其非常适合应用于各类通信系统中，就显得尤为必要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种小型化基片集成波导滤波器，通过在基板表面刻蚀S形结构开槽，等效为两个短路的四分之一波长谐振器，构成一个二阶带通滤波器，实现了滤波器的小型化。

为达到上述技术目的，本实用新型采用的技术方案具体如下：

一种小型化基片集成波导滤波器，包括基板，还包括所分别作为输入和输出连接到基板的微带线结构；所述基板下表面整块敷铜，所述基板上表面刻蚀有开槽结构，且开槽结构相对于基板中心呈旋转对称，并在基板上表面形成两个开口谐振器。

进一步地，所述开口谐振器为开口圆环形，且通过每个开口谐振器长度以调整谐振频率。

优选地，所述开口谐振器长度为四分之一波导波长。

进一步地，所述开口谐振器的开口端等效为开路，开口谐振器连接到基板上表面的端口等效为虚拟地。

进一步地，所述开槽结构为S形，且各位置的槽宽等距，且通过开槽结构的槽宽宽度以控制两个谐振器之间的耦合系数。

进一步地，所述基板两侧设置有周期性金属化过孔，所述基板的上下表面通过周期性金属化过孔相连接。

本实用新型还公开了一种基于上述小型化基片集成波导滤波器的高阶滤波器，可以进一步提高滤波器的矩形度，提升滤波器的选频性能。