[发明专利]具有共模抑制且结构紧凑的三模HMSIW平衡带通滤波器

说明书

本发明公开了一种具有共模抑制且结构紧凑的三模HMSIW平衡带通滤波器，包括三层介质基板、HMSIW谐振腔、微扰金属通孔阵列和差分馈电结构；HMSIW谐振腔呈等腰直角三角形，包括上下两层金属层和蚀刻在中层介质基板上的L型金属通孔阵列；微扰金属通孔阵列包括蚀刻在中层介质基板上的半环形微扰金属通孔阵列，其圆心位于HMSIW谐振腔的斜边中心点处。本发明能有效控制TE101、TE201、TE202模式，通过微扰前两种模式以改变谐振时的电场，实现三模传输；再加入两条带状微扰金属通孔阵列，对模式进一步干扰。采用HMSIW，使用平面微带差分馈电结构，使介质基板厚度小于λ_g/4时能有效抑制共模噪声，利用微扰金属通孔阵列移动和调节腔体的三个谐振模式，最后形成一个三模通带。

技术领域

本发明涉及平衡带通滤波器技术领域，特别是一种具有共模抑制且结构紧凑的三模HMSIW平衡带通滤波器。

背景技术

伴随着无线通信技术的不断进步，各种新型无线通信系统不断涌现，这极大的促进了微波器件尤其是滤波器技术的发展。在现代通信系统之中，相比较于单端口电路，平衡电路由于其高的共模抑制和对环境噪声和电磁干扰的高抗扰度而引起了人们的广泛关注。为了提高无线系统的容量，许多研究都集中在平衡带通滤波器(BPFs)上。

然而，在微波的高频带或毫米波频带，工作在此频带的平衡滤波器如果只采用传输线结构，就会存在辐射损耗高、功率处理能力低、品质因数Q_e低等缺点，因此不能被继续应用。

为了设计更好性能的平衡带通滤波器，基片集成波导(SIW)技术被引入并应用在设计中，其具有品质因数高、制作简单、成本低等优点，是微波器件和毫米波器件设计的理想选择。在近些年的工作中，学者们设计了各种平衡SIW带通滤波器以及平衡HMSIW滤波器。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种具有共模抑制且结构紧凑的三模HMSIW平衡带通滤波器，该具有共模抑制且结构紧凑的三模HMSIW平衡带通滤波器能有效控制TE101、TE201、TE202模式，主要通过微扰前两种模式以改变其谐振时的电场，实现三模传输；再加入两排分别垂直直角边的微扰通孔阵列，进一步对前两种模式进行干扰。本发明采用HMSIW，使用平面微带差分馈电结构，使基板厚度小于λg/4时能有效抑制共模噪声，最后形成一个多模传输通带。设计的平衡滤波器不仅具有共模抑制性能，而且还能进行模式选择，满足了差分通信系统的实际需求。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种具有共模抑制且结构紧凑的三模HMSIW平衡带通滤波器，包括三层介质基板、HMSIW谐振腔、微扰金属通孔阵列和差分馈电结构。

三层介质基板包括从上至下叠层设置的上层介质基板、中层介质基板和下层介质基板。

HMSIW谐振腔呈等腰直角三角形，包括上侧金属层、下侧金属层和L型金属通孔阵列。

上侧金属层印刷在上层介质基板和中层介质基板之间，下侧金属层印刷在中层介质基板和下层介质基板之间。L型金属通孔阵列蚀刻在中层介质基板上。

微扰金属通孔阵列包括蚀刻在中层介质基板上且位于HMSIW谐振腔内的半环形微扰金属通孔阵列，半环形微扰金属通孔阵列的圆心位于HMSIW谐振腔的斜边中心点处。

差分馈电结构设置在HMSIW谐振腔的两条直角边上，用于向HMSIW谐振腔差分馈电。

微扰金属通孔阵列还包括关于HMSIW谐振腔的对称轴线对称的两条带状微扰金属通孔阵列。两条带状微扰金属通孔阵列分别垂直于HMSIW谐振腔的两腰，且两条带状微扰金属通孔阵列的一端均与半环形微扰金属通孔阵列相连接。