本发明专利技术涉及微波电路技术，特别涉及一种通带数目可变的基片集成波导SIW电调谐振单元。该电调谐振单元包括:输入端50Ω特性阻抗的微带线经过一段阻抗渐变线，转至共面波导和基片集成波导SIW本体。SIW本体沿共面波导的中心导带方向呈轴对称，其单侧形状为十字架形，使得整个SIW本体形成6个矩形凸出部，在矩形凸出部内侧边均加工一排非金属化圆形通孔，使得非金属化通孔与共面波导的中心导带和SIW本体的外围金属化通孔将SIW本体划分为八个矩形腔体，按大小分为两个大腔体，两个中等腔体和四个小腔体。并且在大腔体的印制板上沿电磁波传播方向开两条槽线。本发明专利技术结构简单，谐振通带数目可自由切换。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术专利涉及微波电路技术，特别是通带数目可变的基片集成波导(SubstrateIntegrated Waveguide, SIff)电调谐振单元。技术背景随着电子通信技术的发展，高集成度和多通带器件在实际工程中扮演了越来越重要的角色，多通带和通带可调的器件是元器件研宄的一个重要方向。SIW滤波器具有选频特性好、插损小、工作频率高、易于集成、成本低等优点，是近年来研宄的重点和热点，国内外已经对此做了大量理论研宄并进行了工程应用。单个SIW谐振腔可以构成一个谐振单元，能谐振在预定的工作频率，但工作带宽和带外抑制不足。实用的Siw滤波器一般由多个谐振单元通过级联耦合的方式实现，可以得到较宽的工作频带和较大的带外抑制。从某种意义上说，研宄新型的SIW谐振单元是设计SIW滤波器的基础和重难点。在相关的文献报道中，为了得到单通带和多通带效应，科研工作者提出了多种结构形式的Siw谐振器。基于宽边親合的互补开环谐振器(complementarysplit-ring resonator，CSRR)加载法，参考文献 Liwen Huang, Ian D.Robertson, WeiweiWu,Naichang Yuan, “Substrate integrated waveguide filters withbroadside-coupled complementary split ring resonators,，，IET Microw.AntennasPropag., vol.7, n0.10, pp.795 - 801, Jul.2013 ;另一篇文献也采用 CSRR 加载法，通过在印制板上刻蚀不同形状和大小的图案而产生不同的谐振频率，形成多通带效应，参考文献 Y.Dong, C.-T.M.Wu, T.1toh, “Miniaturised mult1-band substrate integratedwaveguide filters using complementary split-ring resonators,，，IET Microw.Antennas Propag., vol.6, n0.6, pp.611 - 620, Apr.2012 ；在 SIW 的侧壁加入一个谐振腔，利用一腔多模原理，实现多通带特性，参考文献Xiao-Ping Chen, Ke ffu, andZhao-Long Li, “Dual-band and triple-band substrate integrated waveguidefilters with chebyshev and quas1-elliptic responses,，，IEEE Trans.Microw.TheoryTech., vol.55, n0.12, Dec.2007。但对于一个确定的谐振器，只能实现单个或多个谐振频率，两种情况不能相互切换。在目前报道的文献中，尚未看到谐振通带数目可自由切换的电调谐振器。
技术实现思路
针对上述存在问题或不足，本专利技术提出了一种可变通带数的基片集成波导电调谐振单元，包括:输入端50Ω特性阻抗的微带线经过一段阻抗渐变线，转至共面波导和基片集成波导SIW本体，其特征在于:基片集成波导本体沿共面波导的中心导带方向呈轴对称，其单侧形状为十字架形，使得整个SIW本体形成6个矩形凸出部，在6个矩形凸出部内侧无通孔的边均加工一排非金属化圆形通孔，共计六排，使得六排非金属化圆形通孔与共面波导的中心导带和基片集成波导本体的外围金属化通孔将基片集成波导本体划分为八个矩形腔体，按大小分为两个大腔体，两个中等腔体和四个小腔体。基片集成波导本体的单侧结构为:一个中等腔体居中，两个小腔体置于前后方向，一个大腔体置于中等腔体的侧面方向；并且在大腔体的印制板上沿电磁波传播方向开两条槽线；1为大腔体沿电磁波传播方向的长度与中等腔体沿电磁波传播方向的长度相同，1工为外侧槽线的长度，I2为内侧槽线的长度，I 3为小腔体沿电磁波传播方向的长度，W 外侧槽线到大腔体的平行外边沿距离，W2为内侧槽线到大腔体的平行外边沿距离，W3为大腔体另一边的长度，W4S小腔体另一边的长度，W 5为中等腔体另一边的长度，W。为外侧和内侧槽线的宽度，Ag为电磁波在基片集成波导中的导波波长。其中，λ/2< K 2Ag，1/2 彡 I1^ 41/5，1/2 ( I 41/5，1/5 ( I 1/2，w3/4 W1^ w w J2, I W3^; 21，w 3/3 w4^: w 5^Ξ w 3°上述非金属化圆形通孔均内埋PIN(positive intrinsic negative) 二极管，其负极就近接地(Ground，GND)，正极与一个固定容值无极性电容Cl连接，电容Cl的另一端就近接地；PIN 二极管的正极用导线接出后，分别与扼流电感LI和电阻Rl串联，同时还需要与滤波电容C2并联接地。对于PIN 二极管来说，其正向导通电阻极小，电压反偏时阻抗极大。本专利技术的工作原理是:利用外部控制电压改变PIN 二极管阵列的工作状态(正向导通或者反向截止)，不同的工作状态将电磁场约束在不同大小的物理尺寸腔体中，改变腔体的大小和位置，就能使基片集成波导谐振在预定的频率。腔体尺寸最大时，由于一腔多模原理，会出现两个谐振频率；腔体尺寸最小时，会出现一个较高的谐振频率；腔体尺寸横向扩大一定范围时，会出现一个较低的谐振频率。槽线的作用是抑制高次模式，减小谐振单元面积。本专利技术的有益结果是:结构简单，方便实现在基片集成波导结构中，谐振频率的数量可变且能自由切换谐振峰。【附图说明】图1是本专利技术实施例的基片集成波导电调谐振单元的部分俯视图；图2是本专利技术实施例中谐振单元局部俯视图；图3是本专利技术实施例的单个PIN二极管安装侧面示意图；图4是本专利技术实施例的PIN 二极管不同状态传输参数；图5是本专利技术实施例的PIN二极管不同状态反射系数；附图标记:金属化过孔-1、大腔体部分_2、横向非金属化过孔阵列-3、纵向非金属化过孔阵列_4、外侧槽线-5、内侧槽线_6、小腔体部分-7、中等腔体部分_8、共面波导部分-9、微带线-10、阻抗渐变线-11。【具体实施方式】一种基于PIN 二极管内埋的可变通带数基片集成波导电调谐振单元实现在RT/Duroid 4350的介质基片，该基片相对介电常数为3.48，损耗角正切为0.004，厚度为0.76mm。整个谐振单元外围是金属化通孔，内部加工了六排非金属化通孔，这六排非金属化通孔和共面波当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可变通带数基片集成波导电调谐振单元，包括输入端50Ω特性阻抗的微带线经过一段阻抗渐变线，转至共面波导和基片集成波导SIW本体，其特征在于：基片集成波导本体沿共面波导的中心导带方向呈轴对称，其单侧形状为十字架形，使得整个SIW本体形成6个矩形凸出部，在6个矩形凸出部内侧无通孔的边均加工一排非金属化圆形通孔，共计六排，使得六排非金属化圆形通孔与共面波导的中心导带和基片集成波导本体的外围金属化通孔将基片集成波导本体划分为八个矩形腔体，按大小分为两个大腔体，两个中等腔体和四个小腔体；基片集成波导本体的单侧结构为：一个中等腔体居中，两个小腔体置于前后方向，一个大腔体置于中等腔体的侧面方向；并且在大腔体的印制板上沿电磁波传播方向开两条槽线；l为大腔体沿电磁波传播方向的长度与中等腔体沿电磁波传播方向的长度相同，l1为外侧槽线的长度，l2为内侧槽线的长度，l3为小腔体沿电磁波传播方向的长度，w1为外侧槽线到大腔体的平行外边沿距离，w2为内侧槽线到大腔体的平行外边沿距离，w3为大腔体另一边的长度，w4为小腔体另一边的长度，w5为中等腔体另一边的长度，wc为外侧和内侧槽线的宽度，λg为电磁波在基片集成波导中的导波波长；其中，λg/2≤l≤2λg，l/2≤l1≤4l/5，l/2≤l2≤4l/5，l/5≤l3≤l/2，w3/4≤w1≤w2≤w3/2，l≤w3≤2l，w3/3≤w4≤w5≤w3；非金属化圆形通孔均内埋PIN二极管，其负极就近接地Ground,GND，正极与一个固定容值无极性电容C1连接，电容C1的另一端就近接地；PIN二极管的正极用导线接出后，分别与扼流电感L1和电阻R1串联，同时还需要与滤波电容C2并联接地。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：彭浩，朱建中，肖龙，杨涛，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51
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