基于基片集成波导新型单频及多频滤波器的研究

发布时间：2021-08-25 17:42

　　现代汽车雷达、高清视频以及卫星通信等系统的快速发展导致现有频率资源日渐枯竭,由此对选频器件—微波滤波器的设计提出了更高性能、更小体积以及更多频段等的要求。基片集成波导（Substrate Integrated Waveguide,SIW）作为近十年来出现的一种新型导波结构,因其兼具金属波导和平面微波传输线的优点被广泛应用于微波滤波器设计之中。然而,对于SIW小型化技术的研究以及如何将其应用在多频滤波器设计之中,仍然是目前SIW研究的重点及难点。因此,本文在充分调研了SIW滤波器小型化以及SIW多频滤波器研究的基础上,研制出多款新型单频及多频SIW带通滤波器。第一,本文在传统八分之一模SIW谐振腔的基础上提出一种刻蚀分形缺陷的新型谐振腔。在此基础上设计了一款四阶带通滤波器,使其尺寸减小了90%。同时在设计中引入交叉耦合以及缝隙补偿耦合,使该滤波器产生了两个传输零点（Transition Zero,TZ）,极大地改善了滤波器的带外抑制性能。第二,基于等边三角形SIW谐振腔提出了一种全新的三分之一模SIW的概念,使其尺寸减小了75%,并将其分别应用在单频及双频滤波器设计之中。设计的单频滤波器... 

【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

基于圆形SIW双模四阶带通滤波器Figure1-7adual-modeforth-orderbandpassfilterbasedoncircleSIW综上所述，目前通过简并多模技术对SIW滤波器进行小型化设计已经得到了

可以实现一个由单频宽带带通滤波器向双通带带通滤波器的转换的可重构微波带通滤波器。这种设计增加了利用SIW多模技术设计滤波器的灵活性，同时为多频滤波器的设计打开了一个新的思路。图1-10给出了该滤波器的电路结构及S参数结果。（a）(b)图 1-10 （a）滤波器结构；（b）不同个数的金属柱扰动对应的 S 曲线图Figure 1-10 (a) Structure of the proposed filter; (b) different S-parameters of the filter response todifferent numbers of posts综上所述，利用多模技术进行SIW小型化单频滤波器的设计已经引起了广泛的研究。然而，在现代微波滤波器的设计中，很多情况下单一频率的滤波器己经不能满足现代通信设备的需求，而将多个独立不同频段的滤波器同时集成在一个设备上无疑又会增大通信系统的体积。因此如何利用SIW的多模技术来进行双频

[49]通过引入微带线和CPW的混合平面结构设计了一款双频带通滤波器。通过调节CPW结构的尺寸以及位置，可以对该滤波器基模的谐振频率进行控制，该滤波器的电路结构以及变化S曲线如图1-11所示。图 1-11 双频滤波器的电路结构及不同 L 值对应的 S 曲线Figure 1-11 The circuit structure of the dual-band filter and S-parameters changes with different L此外，文献[50]通过对矩形 SIW 谐振腔切角扰动，结合平行馈线的馈电的方式，实现了一个双通带 SIW 滤波器。值得注意的是，这种设计不是利用主模和简并模对一起构成双通带，而是简并模对自身中的每一个谐振模式独立形成各自的通带。该滤波器的电路结构和它对应的电路传输拓扑路径如图 1-12 所示。通过观察图 1-12 可以发现，切角使得腔体内的简并模对实现了有效的分离，并分别构成了该滤波器的第一、第二通带。还有人基于 SIW 通过频率变换方法[52][53]的方法设计了双频带通滤波器，但此方法的缺点非常明显

【参考文献】：
硕士论文
[1]波导滤波器的设计及其小型化研究[D]. 史晓飞.电子科技大学 2012



本文编号：3362568