【摘 要】
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基片集成波导(简称SIW)是一种新型微波传输线形式,其利用金属化通孔阵列来等效电壁,从而实现矩形波导的场传输模式。21世纪以来,SIW结构被人们广泛用于滤波器、耦合器、天线等领域,利用SIW结构的灵活性可以实现许多不同类型的滤波器拓扑结构。本文研制了三款基于圆环形基片集成波导或圆环形半模基片集成波导结构(简称HMSIW)的多通带滤波器,主要工作包括以下几个方面:首先,介绍了滤波器几种常见的微带线和
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基片集成波导(简称SIW)是一种新型微波传输线形式,其利用金属化通孔阵列来等效电壁,从而实现矩形波导的场传输模式。21世纪以来,SIW结构被人们广泛用于滤波器、耦合器、天线等领域,利用SIW结构的灵活性可以实现许多不同类型的滤波器拓扑结构。本文研制了三款基于圆环形基片集成波导或圆环形半模基片集成波导结构(简称HMSIW)的多通带滤波器,主要工作包括以下几个方面:首先,介绍了滤波器几种常见的微带线和SIW的转换结构,以及基片集成波导和矩形波导宽度的转换。研制了一款基于开环SIW结构的滤波器,针对其环形结构,将基板设计成圆形。利用电磁仿真软件HFSS分析对比不同位置的金属化通孔和理想电壁结构的S参数,选择合适的金属化通孔位置用以取代理想电壁。采用微带线-共面波导转换结构,研制了一款三通带SIW开环滤波器。实测结果显示,3dB通带分别为22.12-24.68GHz,26.48-30.14GHz,32.09-35.89GHz;相对带宽分别为10.94%,12.93%,11.18%;带内最小插入损耗分别为1.6dB,2.26dB,3.83dB;通带内回波损耗均优于13.5dB,三个通带两侧均具有带外零点,带外抑制良好。其次,用奇偶模分析法对开路枝节加载谐振器进行了分析,基于圆环HMSIW结构研制了一款开路枝节加载的三通带滤波器,采用梯形渐近线转换结构。加工实测3dB通带分别为9.12-10.42GHz,12.46-15.84GHz,17.32-20.18GHz;相对带宽分别为13.31%,23.89%,15.25%;三个3dB通带的插入损耗最小为1.61dB,1.08dB,1.99dB;回波损耗均优于11dB;三个通带两侧均具有带外的零点,拥有较好的带外抑制。实测结果和仿真结果相吻合。最后,分析了微带线结构阶梯阻抗的特性,对常见的阶梯阻抗谐振器(SIR)进行了分析。针对圆环形结构,把传统的阶梯阻抗结构变成扇形阶梯阻抗加载结构,并基于圆环SIW结构研制了一款阶梯阻抗双通带滤波器,采用微带线-共面波导转换结构。实测结果两个3dB通带分别为20.87-23.62GHz,25.47-27.61GHz;相对带宽分别为12.36%,8.06%;最小插入损耗为2.4dB和3.3dB,第一个通带回波损耗优于9dB,第二个通带回损优于11dB,该滤波器的通带两侧均具有带外的零点,带外抑制良好。
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