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随着现代通信技术的快速发展,平衡式滤波电路因其优异的抗干扰、抗噪声能力在通信系统中发挥着不可替代的作用,新型平衡式滤波电路的研究与应用在现代射频/微波电路系统集成化、小型化、模块化和高可靠性的迫切需求下越来越重要。本文研究了基于基片集成波导技术的平衡式滤波电路设计原理和方法,充分利用基片集成波导低损耗、低成本、高品质因数、易于集成等优点,构建高选择性、高共模抑制、低插入损耗、小型化、高集成度的新型平衡式微波滤波电路。归纳起来,本文的创新性工作包括以下几个方面: (1)提出新型高选择性高共模抑制基片集成波导平衡式带通滤波器。采用SIW谐振腔中的两个正交简并模实现新颖的平衡馈电结构和高共模抑制,构建了具有准椭圆滤波响应的耦合拓扑结构和耦合矩阵,构造了平衡滤波器外部品质因数和内部耦合系数提取的等效模型,设计了单层单缝耦合双模平衡滤波器和双层双缝耦合双模平衡滤波器,所设计两款滤波器呈现出高频率选择性的同时分别能达到37dB和48dB的共模抑制能力。 (2)提出利用基片集成波导谐振腔中平衡谐振模式构建平衡式双通带滤波器。采用矩形谐振腔中TE102模和TE201模来构建平衡滤波器的双通带,设计新颖的内部耦合结构引入源和负载之间的耦合,产生两个额外传输零点,改善了带外抑制性能。提出基于正方形基片集成波导谐振腔中对角线TE102模和TE302模构建双通带的平衡滤波器,通过调整扰动过孔的位置来改变两个通带的频比,通过在两个腔体表面蚀刻槽线来改善共模抑制性能,两个通带内的共模抑制分别达到了55dB和50dB。 (3)提出基于八分之一模基片集成波导(EMSIW)谐振器的新型小型化滤波器设计方法。构建新型馈电和耦合结构引入源和负载之间的耦合,设计了具有四个传输零点的高选择性单通带和双通带小型化滤波器。在此基础上提出了基于EMSIW的平衡式馈电谐振器,设计了基于QMSIW和EMSIW谐振器的平衡式三阶切比雪夫带通滤波器和基于EMSIW谐振器的平衡式四阶准椭圆带通滤波器,展现出紧凑的结构以及高共模抑制和谐波抑制能力。 (4)提出多款新型基片集成波导平衡式滤波多功能电路。首先设计了高频率选择性平衡式滤波功分器,构造了具有准椭圆滤波响应的耦合拓扑结构,给出了耦合矩阵综合的方法,该功分器具有差模高选择性滤波响应的同时还具有很强的共模抑制能力。然后设计了基于圆形基片集成波导谐振腔的滤波魔T,该结构利用两个正交模式来实现同相和反相的功分输出,以及端口之间的隔离。最后提出一种具有非平衡到平衡转换功能的双工器,工作于双谐振模式的SIW谐振腔作为发射和接收通道的公共连接部分,既实现了滤波功能又达到了隔离效果。