[发明专利]一种小型化SIW谐振腔及其构成的宽阻带SIW滤波器

说明书

本发明公开了一种小型化SIW谐振腔及其构成的宽阻带SIW滤波器，提出了一种新型的容性加载方案，在传统SIW谐振腔的基础上，通过将腔体中心的部分底层金属向内凹陷，也就是减小部分底层金属与底层金属之间的间距，对SIW谐振腔的TE₁₀₁模进行电容性加载，从而使得TE₁₀₁模的谐振频率降低，实现了SIW谐振腔的小型化。由于容性加载的位置位于腔体中心，该容性加载对TE₂₀₁和TE₁₀₂模的谐振频率几乎没有影响，从而使得该高次谐振频率远离主模频率；通过将三个谐振腔体进行级联构成三阶滤波器，可实现的滤波器的小型化设计，同时也使滤波器具有宽阻带特性。

技术领域

本发明属于波导滤波器设计技术领域，具体涉及一种小型化的宽阻带基片集成波导滤波器。

背景技术

基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide,SIW)滤波器因其优异的滤波特性，如高品质、大容量功率、易于平面电路集成等特点，在过去数十年间收到学术界与工业界的广泛官洲。尽管它在许多方面具有优势，SIW滤波器也有天然的不足，其一，它的尺寸相对微带滤波器偏大，在系统应用中将收到尺寸的限制；其二、SIW滤波器的高次模频率离通带频率较近，难以实现阻带特性。就不断发展的无线通信技术而言，小型化、高性能是未来通信系统的发展趋势，因而实现小型化、宽度带微波滤波器必将得到进一步的开发与应用。

目前，SIW滤波器小型号技术包括1/n模切割技术、多层折叠技术以及加载技术。1/n模切割技术是将SIW谐振腔中沿中心线切割，得到半模、四分之一模、八分之一模、甚至十六分之一模，从而大大减小尺寸，但缺点是会造成Q值降低、插损增加；多层折叠技术是将SIW谐振腔垂直叠层分布，减小横向面积，但加工复杂，成本较高；而加载技术通过增加电容或电感效应、使得谐振频率降低从而实现小型化。

另一方面，SIW滤波器的宽阻带特性可通过抑制其高次模得到，常用的方法是通过馈电端口设计，使得高次谐振模式下不能被有效的激励，或者通过耦合窗的设计，使得高次模式不能有效地传播，从而使得高次模得到有效抑制，实现宽阻带特性。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的小型化SIW谐振腔及其构成的宽阻带SIW滤波器解决了现有的SIW滤波器尺寸偏大且难以实现宽阻带特性的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种小型化SIW谐振腔，包括顶层基板和底层基板，所述顶层基板和底层基板四周通过第一金属化过孔构成电壁形成所述小型化SIW谐振腔的矩形腔体结构；

所述底层基板表面中心设置有一个矩形金属贴片，所述矩形金属贴片四周设置有第二金属化过孔，且所述第二金属化过孔与所述底层基板上的底层金属连接。

进一步地，所述顶层基板和底层基板的基板材料为Rogers5880，介电常数为2.2，损耗角正切为0.0009；

所述顶层基板的厚度为0.127mm，所述底层基板的厚度为0.508mm；

所述顶层基板和底层基板上下表面均设置有一层厚度为0.018mm的金属铜。

进一步地，所述第一金属化过孔的半径为0.3mm，所述第二金属化过孔的半径为0.2mm。

一种小型化SIW谐振腔的宽阻带SIW滤波器，其特征在于，包括级联的第一小型化SIW谐振腔、第二小型化SIW谐振腔和第三小型化SIW谐振腔；

所述第一小型化SIW谐振腔、第二小型化SIW谐振腔和第三小型化SIW谐振腔的顶层基板和底层基板均通过PCB加工工艺加工成统一整体，作为宽阻带 SIW滤波器的顶层基板和底层基板；

所述宽阻带SIW滤波器的顶层基板上设置有输入端口和输出端口；