[发明专利]一种SIW腔体与带状线谐振器混合的小型化滤波器

说明书

本发明公开了一种SIW腔体与带状线谐振器混合的小型化滤波器，主要包括SIW腔体、由两条带状线组成的中间金属层、连接带状线与下表面金属层的盲孔、馈电微带线。SIW腔体、全波长带状线谐振器的二次模和半波长带状线的一次模用于构建滤波器传输极点，全波长带状线的一次模作为非谐振节点用于构建额外传输零点，滤波器产生两个位置可调的传输零点。两条带状线为两个SIW腔体引入电耦合，可以在相邻SIW腔体共用金属侧壁上开感性窗，构建电磁混合耦合，进而为通带右侧额外增加一个传输零点。相比于传统四阶SIW滤波器，本发明尺寸减小了50％，同时保持了很高的频率选择性。

技术领域

本发明属于微波技术领域，涉及一种高选择性基片集成波导(SIW)滤波器，尤其涉及一种由SIW腔体和带状线谐振结构混合的高选择性小型化滤波器。

背景技术

当代无线通信系统要求微波滤波器兼顾高选择性、宽阻带、低损耗、易加工和小型化等特点。基片集成波导(SIW)滤波器由于低损耗、易加工、易于和其他平面电路集成等优点获得了微波领域广泛的研究和应用。但传统的SIW尺寸较大，无法满足现代微波电路对于小型化的要求，针对这一缺点，半模SIW(HMSIW)、四分之一模SIW(QMSIW)等半开放SIW结构相继出现，尽管此类结构拥有远小于普通SIW腔体的尺寸，但传统的HMSIW和QMSIW滤波器响应中缺乏足够的传输零点，加之其半开放式结构，导致此类滤波器的频率选择性与辐射损耗均不理想。

近年来，有研究人员们着手将不同的传输线结构同SIW腔体结合，构建Box-Like拓扑结构，期望在减小滤波器体积的同时，引入传输零点以提高滤波器的选择性。其中一种方法是在SIW腔体上金属表面刻蚀共面集成波导(CPW)或是微带线等半开放传输线结构，此类结构通过特殊设计可以作为滤波器中除SIW腔体以外的额外谐振器，但由于此类结构为半开放式，并且它们的存在破坏了SIW腔体的完整性，因此这种滤波器的插入损耗往往较大；另一种方法不破坏SIW腔体完整性，通过外部刻蚀的微带线或CPW作为额外谐振结构的同时建立与SIW腔体之间的直接耦合，但此类整体结构往往较为复杂且占用额外面积，因此不利于滤波器的小型化和集成化。

针对上述问题，本发明提出了一种利用三层金属结构在SIW腔体内部嵌入带状线的方法，利用电长度为全波长的带状线的二次模和长度为半波长的带状线的一次模作为滤波器的谐振器，结合SIW腔体构建Box-Like滤波器拓扑结构；利用全波长带状线的一次模作为非谐振节点(NRN)，在通带附近引入位置可控的两个传输零点，这两个传输零点可分别位于通带两侧或同时位于通带一侧；同时本发明提出的结构可以方便地在SIW腔体之间引入感性窗，进而引入电磁混合耦合，额外增加传输零点，在保证了滤波器整体结构封闭性的同时，最大程度减小滤波器的体积，并提高了滤波器的选择性。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提出了一种SIW腔体与带状线谐振器混合的小型化滤波器。

本发明采用如下技术方案：

一种SIW腔体与带状线谐振器混合的小型化滤波器，包括：

中间介质层(2)；

上表面金属层(1)和下表面金属层(5)，分别位于所述中间介质层(2)上下表面；

中间金属层，设置在所述中间介质层(2)的中间位置；

贯穿中间介质层(2)的金属化通孔阵列(6)，用于连接上表面金属层(1)和下表面金属层(5)；

第一金属化盲孔(7)和第二金属化盲孔(8)，用于连接中间金属层与下表面金属层(5)；

馈电微带线(9)；

其中：

所述金属化通孔阵列(6)、上表面金属层(1)和下表面金属层(5)构建两个相邻的SIW腔体；两个SIW腔体的其中一金属壁共用；