一种四分之一模扇形SIW谐振腔及带通滤波器制造技术

本实用新型专利技术提供一种四分之一模扇形SIW谐振腔及带通滤波器。该谐振腔包括一个四分之一模扇形SIW腔体，在所述四分之一模扇形SIW腔体的圆心处设置有一个金属通孔以形成电壁，在所述四分之一模扇形SIW腔体上沿圆周排列分布有金属通孔阵列，在所述四分之一模扇形SIW腔体上沿圆周还刻蚀有环形缝隙以形成磁壁；其中，所述四分之一模扇形SIW腔体为沿互为垂直的等效磁壁切割圆形SIW谐振腔得到。效磁壁切割圆形SIW谐振腔得到。效磁壁切割圆形SIW谐振腔得到。

【技术实现步骤摘要】
一种四分之一模扇形SIW谐振腔及带通滤波器


[0001]本技术涉及电磁场与微波
，尤其涉及一种可扩展阶数的四分之一模扇形SIW带通滤波器。

技术介绍

[0002]目前，电磁学理论与微波毫米波技术广泛的应用于民用与工业等领域。其中，微波毫米波技术在移动通信、雷达、卫星通信、定位系统、遥感系统和电子对抗系统等电子系统中得到了广泛的发展。滤波器作为射频前端的工作器件，能够滤除信道中的噪声和杂散频率，其在整个通信系统中起着至关重要的作用。随着整个通信系统的高速发展，对滤波器的质量、体积、高选择性、高集成度等有着较高的要求。
[0003]基片集成波导(SIW)是一种相较于传统矩形金属波导的新型的平面波导结构，它兼具传统金属波导和平面微带结构的优点，具有更高的Q值、损耗较低、尺寸和质量小、更加易于集成、成本较低等优势，被应用于微波器件SIW带通滤波器中设计中。东南大学的洪伟教授在2005年首次提出了半模基片集成波导（HMSIW）技术，它是利用SIW工作在主模状态时，将波导结构沿着中心线分割成两个相等的半模波导结构，即为SIW的半个腔体结构。HMSIW不仅保留了SIW理想磁壁的优良特性，尺寸还是SIW的一半。四分之一模基片集成波导（QMSIW）谐振器相较于SIW谐振器来说，其尺寸更小，相比于SIW谐振器减少了四分之三。目前，学者对于矩形结构的QMSIW滤波器已经有很多的研究，但是对圆形结构的QMSIW滤波器的研究很少。由于圆形结构的SIW谐振器具有很好的对称性能和较为灵活的耦合方式，其被很好的运用于带通滤波器的设计中。
[0004]当前对于四分之一模扇形SIW带通滤波器的研究，只是考虑了滤波器的宽阻带特性，并未引入零点以实现更高的抑制性能。

技术实现思路

[0005]为了提高四分之一模扇形SIW带通滤波器的抑制性能，本技术提供一种四分之一模扇形SIW谐振腔以及一种可扩展阶数的四分之一模扇形SIW带通滤波器，不仅通过引入零点的个数实现宽阻带特性，还通过引入矩形缝隙的个数来实现阶数的扩展。
[0006]第一方面，本技术提供一种四分之一模扇形SIW谐振腔，其特征在于，包括一个四分之一模扇形SIW腔体，在所述四分之一模扇形SIW腔体的圆心处设置有一个金属通孔以形成电壁，在所述四分之一模扇形SIW腔体上沿圆周排列分布有金属通孔阵列，在所述四分之一模扇形SIW腔体上沿圆周还刻蚀有环形缝隙以形成磁壁；其中，所述四分之一模扇形SIW腔体为沿互为垂直的等效磁壁切割圆形SIW谐振腔得到。
[0007]进一步地，所述环形缝隙位于所述金属通孔阵列靠近圆心的一侧。
[0008]第二方面，本技术提供一种可扩展阶数的四分之一模扇形SIW带通滤波器，包括如上述的一种四分之一模扇形SIW谐振腔，在所述四分之一模扇形SIW谐振腔上沿径向刻蚀有矩形缝隙，所述矩形缝隙的一端与所述环形缝隙相连通；在所述四分之一模扇形SIW谐
振腔的两条直角边上分别设置有微带馈线。
[0009]进一步地，在所述四分之一模扇形SIW谐振腔上沿径向刻蚀有一条矩形缝隙，所述矩形缝隙位于所述四分之一模扇形SIW谐振腔的对称轴上。
[0010]进一步地，在所述四分之一模扇形SIW谐振腔上沿径向刻蚀有两条矩形缝隙，两条所述矩形缝隙与其中一条所述直角边之间的夹角分别为35
°
和60
°
。
[0011]进一步地，所述微带馈线为共面波导馈线。
[0012]本技术的有益效果：
[0013]本技术提供一种四分之一模扇形SIW谐振腔以及可扩展阶数的四分之一模扇形SIW带通滤波器，相比于传统基于SIW所设计的滤波器，本技术使用四分之一模扇形SIW谐振腔减少了滤波器的体积，可以通过引入更多的径向矩形缝隙来增加滤波器的阶数。并且，本技术所提出滤波器最终实现的技术指标是在通带右侧引入了额外的传输零点，由于传输零点的引入，在1.46 ~ 4.59 GHz范围内，具有超过
‑
30 dB的高抑制的极宽阻带，谐波频率在4.97GHz。
附图说明
[0014]图1为本技术实施例提供的一种四分之一模扇形SIW谐振腔的结构示意图；
[0015]图2为本技术实施例提供的一种二阶的四分之一模扇形SIW带通滤波器的结构示意图；
[0016]图3为本技术实施例提供的二阶的四分之一模扇形SIW带通滤波器的S参数图；
[0017]图4为本技术实施例提供的一种三阶的四分之一模扇形SIW带通滤波器的结构示意图；
[0018]图5为本技术实施例提供的三阶的四分之一模扇形SIW带通滤波器的S参数图。
具体实施方式
[0019]为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0020]实施例1
[0021]如图1所示，本技术实施例提供一种四分之一模扇形SIW谐振腔（称为QMFSSIW谐振腔），包括一个四分之一模扇形SIW腔体，在所述四分之一模扇形SIW腔体的圆心处设置有一个金属通孔以形成电壁，在所述四分之一模扇形SIW腔体上沿圆周排列分布有金属通孔阵列，在所述四分之一模扇形SIW腔体上沿圆周还刻蚀有环形缝隙以形成磁壁；其中，所述四分之一模扇形SIW腔体为沿互为垂直的等效磁壁切割圆形SIW谐振腔得到。
[0022]作为一种可实施方式，所述环形缝隙位于所述金属通孔阵列靠近圆心的一侧。
[0023]本技术实施例提供的QMFSSIW谐振腔，该谐振腔是基于一个具有沿圆周排列
的金属化通孔阵列的四分之一模扇形SIW腔体，位于圆心的金属通孔形成了聚焦的电壁(EW)，沿圆周蚀刻的四分之一圆形环形缝隙（简称四分之一圆环缝隙）形成了谐振腔的磁壁(MW)，实现了四分之一模谐振。其中，金属通孔不仅可以防止电磁泄漏，还可以提高谐振腔的品质因数。由于四分之一模扇形SIW腔体是由圆形SIW谐振腔沿着竖直和水平的等效磁壁切割形成的，其面积相比于传统的圆形SIW谐振腔减少了75%，结构较紧凑，适合于小型化滤波器的研究设计。
[0024]实施例2
[0025]本技术实施例提供一种二阶的四分之一模扇形SIW带通滤波器（也称二阶切比雪夫带通滤波器），如图2所示，所述滤波器具体包括一个四分之一模扇形SIW谐振腔，在所述四分之一模扇形SIW谐振腔上沿径向刻蚀有一条矩形缝隙，所述矩形缝隙的一端与所述环形缝隙相连通以形成磁壁；在所述四分之一模扇形SIW谐振腔的两条直角边上分别设置有微带馈线。
[0026]作为一种可实施方式，所述矩形缝隙位于所述四分之一模扇形SIW谐振腔的对称轴上。
[0027]本技术实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种四分之一模扇形SIW谐振腔，其特征在于，包括一个四分之一模扇形SIW腔体，在所述四分之一模扇形SIW腔体的圆心处设置有一个金属通孔以形成电壁，在所述四分之一模扇形SIW腔体上沿圆周排列分布有金属通孔阵列，在所述四分之一模扇形SIW腔体上沿圆周还刻蚀有环形缝隙以形成磁壁；其中，所述四分之一模扇形SIW腔体为沿互为垂直的等效磁壁切割圆形SIW谐振腔得到。2.根据权利要求1所述的一种四分之一模扇形SIW谐振腔，其特征在于，所述环形缝隙位于所述金属通孔阵列靠近圆心的一侧。3.一种可扩展阶数的四分之一模扇形SIW带通滤波器，其特征在于，包括如权利要求1或2所述的一种四分之一模扇形SIW谐振腔，在所述四分之一模扇形SIW谐振腔上沿径向刻蚀有矩形缝隙，所述矩形缝隙的一端与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：史玖佩，龚克，范春凤，钱行，韩嘉慧，马森森，黄高昂，孙金土，胡雪慧，王鹏，赵华，
申请(专利权)人：信阳师范学院，
类型：新型
国别省市：