论文部分内容阅读
随着5G技术的诞生,滤波器在通信终端设备的应用已经占据至关重要的地位,相对于传统的微带和金属波导滤波器,基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide,SIW)具有较高品质因数,尺寸紧凑便于集成化和大功率容量等优点,该技术被广泛的应用于毫米波滤波器的设计当中。此外,随着移动终端设备小型化,高集成度设计,高性能的小型化滤波器将会成为通信系统的瓶颈问题。基于SIW小型化滤波器尤其多频滤波器的主要内容如下:(1)将微带小型化方法引入SIW,通过在半模正方形基片集成波导(Half-mode Square SIW,HMSSIW)刻蚀E型开口环谐振器(E-shaped Open-loop Resonator,ESOLR),使得在单个HMSSIW腔体中实现了三阶单频响应,尺寸减小了67.5%。(2)基于HMSSIW提出四分之一模和八分之一模SIW,使用双层折叠结构进行电路拓扑。利用两种腔体电场的结构的特殊性,获得二阶单频差分响应。引入槽线和缺陷地结构(Defective Ground Structure,DGS)将滤波器的共模抑制最大化,最终滤波器尺寸减小87.5%,综合性能表现优异。(3)利用SSIW腔体中两对简并模电场的对称性,引入十字槽线(Cross Groove,CG),控制槽线长度使得提出的双频滤波器频率独立可调。其次,为实现进一步小型化,在HMSSIW腔体中刻蚀E型共面波导(E-shaped Coplanar Waveguide,ESCPW),在单个腔体实现二阶双频响应,滤波器的尺寸减小67.5%。(4)首次使用四分之一圆型基片集成波导(Quarter Circular SIW,QCSIW)设计多频滤波器并推导其模式和频率特性。QCSIW不仅具有圆形波导的部分场图结构,并且更易于抑制高次谐波。基于QCSIW首先设计了一款双层结构的三频滤波器,其尺寸紧凑,性能优异。为进一步小型化,在QCSIW基础上引入半模QCSIW(Half-mode QCSIW,HMQCSIW)腔体。引入W型槽线,使之三频响应不仅向低频段移动,而且增加了腔体间多模的耦合强度,该滤波器相较于双层结构,尺寸更小,成本更低。