[实用新型]基于人工表面等离激元的基片集成波导滤波器

说明书

本实用新型公开了一种基于人工表面等离激元的基片集成波导滤波器，包括介质基板，上层电路板和下层接地板，上层电路板包括输入端口、ML‑SIW过渡部、基片集成波导部、SIW‑ML过渡部和输出端口，基片集成波导部为相同且平行相对应的上下两排金属过孔阵列结构；上排金属过孔阵列和下排金属过孔阵列之间，刻蚀有由金属槽线构成的左右对称且上下对称的人工表面等离激元结构，人工表面等离激元结构包括N个人工表面等离激元单元和一条中央水平槽线。本实用新型在降低上边带截止频率后仍具备较小的体积，有利于滤波器的小型化和轻量化，并带来了良好的带外抑制能力。滤波器的上或者下边带截止频率能够进行调节，设计灵活度高。

技术领域

本实用新型涉及射频通信的滤波技术领域，尤其涉及一种基于人工表面等离激元的基片集成波导混合滤波器。

背景技术

在微波和毫米波无线收发系统中，滤波器是最为关键的部件之一，它负责频带划分、杂散波滤除和频率选择等功能。基于基片集成波导结构的滤波器具有成本低、集成易、功率容量大和损耗低等诸多优点。

传统的基片集成波导滤波器具有两个明显的缺点。首先基片集成波导滤波器的带外抑制能力差，在上边带附近经常会出现谐振点。为了改善其带外抑制能力，必须在基片集成波导滤波器输出端串联低通滤波器，导致结构复杂和体积的增加。其次是基片集成波导滤波器的带宽很难做宽，虽然在基片集成波导滤波器上刻蚀特定的缺陷地结构能够增加带宽，但是缺陷地的结构需要专门设计，没有统一的设计方法。

人工表面等离激元是一种典型的慢波结构，具有低通特性。而基片集成波导滤波器具有高通特性，如果将人工表面等离激元和基片集成波导相结合，则可以设计出可以任意控制带宽滤波器通带的上边带和下边带的滤波器，这种滤波器又称为人工表面等离激元和基片集成波导混合滤波器。

目前所设计人工表面等离激元和基片集成波导混合滤波器中所采用的人工表面等离激元大多采用直线型或者T型或者L型金属槽线排列结构，受限于器件工作的机理，传统的基于人工表面等离激元的基片集成波导滤波器的上边带截止频率很高，一般都工作在X波段（8-12GHz）、Ku波段（12-18GHz），为了让这种器件工作在S或者C波段，需要降低滤波器的上边带截止频率。

现有混合滤波器降低上边带截止频率的采用的方法是增加器件中人工表面等离激元的金属槽线的总长度，但是增加槽线的长度会显著的增加滤波器的体积，不利于滤波器的小型化和集成化。并且，现有的混合滤波器，受降低上边带截止频率的影响，使得滤波器的带外抑制力降低。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于人工表面等离激元的基片集成波导滤波器。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种基于人工表面等离激元的基片集成波导滤波器，包括介质基板，位于介质基板上表面的上层电路板和位于介质基板下表面的下层接地板，所述上层电路板包括输入端口、ML-SIW过渡部、基片集成波导部、SIW-ML过渡部和输出端口，所述基片集成波导部为相同且平行相对应的上下两排金属过孔阵列结构，所述上排金属过孔阵列与下排金属过孔阵列中的所有金属过孔的内壁均电镀金属铜并贯穿上层电路板、介质基板、下层接地板；

所述上排金属过孔阵列和下排金属过孔阵列之间，刻蚀有由金属槽线构成的左右对称且上下对称的人工表面等离激元结构，所述人工表面等离激元结构包括N个人工表面等离激元单元和一条中央水平槽线，所述中央水平槽线将N个人工表面等离激元单元串联，所述任意一个人工表面等离激元单元以中央水平槽线为中心线上下对称且包括四条水平槽线和一条垂直槽线，所述上排或者下排金属过孔阵列中两个横向相邻的金属过孔圆心距为p，p须满足：

；