一种小型化四分之一模正方形SIW谐振腔及带通滤波器制造技术

本发明专利技术提供一种小型化四分之一模正方形SIW谐振腔及带通滤波器。该小型化四分之一模正方形SIW谐振腔包括：一个四分之一模正方形SIW腔体，在所述四分之一模正方形SIW腔体的其中一个顶点处设置有一个金属通孔以形成电壁，沿着与设置有金属通孔的顶点呈对角的另一顶点所在的两条邻边边缘处设置有周期性金属通孔阵列，在所述周期性通孔阵列的一侧刻蚀有整体呈“L”形的缝隙以形成磁壁；其中，所述四分之一模正方形SIW腔体为沿互为垂直的等效磁壁切割正方形SIW谐振腔得到。割正方形SIW谐振腔得到。割正方形SIW谐振腔得到。

【技术实现步骤摘要】
一种小型化四分之一模正方形SIW谐振腔及带通滤波器


[0001]本专利技术涉及电磁场与微波
，尤其涉及一种小型化四分之一模正方形SIW谐振腔及带通滤波器。

技术介绍

[0002]随着通信产业的高速发展，无线电频谱低频段已经趋近饱和，对于微波毫米波等高频率频段的探索的需求越来越大，而对于卫星雷达和5G通信技术的一个重点也放在了对微波毫米波的开发利用上。移动设备的小型化与高集成度也对射频微波器件的尺寸提出了越来越高的要求，射频微波器件的小型化与高功率容量对于各种工程设计指标也至关重要。
[0003]目前绝大多数电路系统的设计与应用都利用微带线技术，微带线具有易集成，易加工设计，低成本等优点，但在高频率范围，微带线由于开放结构其损耗过大不符合工程设计指标要求，早在21世纪初期，加拿大蒙特利尔大学的吴柯教授以及东南大学的洪伟教授等人通过研究微带平面电路和非平面电路之间集成问题的基础上提出了基片集成波导(Substrate Intergrated Waveguide，SIW)的概念，SIW通过加入周期性金属通孔阵列，极大程度的降低了微波器件的损耗，但不同于传统矩形波导的大体积，SIW技术具有高Q值，低损耗，结构简单，易于集成与小型化。后续又提出了半模基片集成波导(Half
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mode Substrate Intergrated Waveguide，HMSIW)和四分之一基片集成波导(Quarter
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mode Substrate Intergrated Waveguide，QMSIW)的技术，在保留原有优势下，又进一步减小了微波器件的尺寸。
[0004]滤波器是一种选频装置，在整个射频电路中处于不可或缺的地位，目前国内外对于单模滤波器研究较多，相比之下对于多模滤波器的研究较为冷门，而多模滤波器在滤波器小型化、超宽带和多频带设计领域有重要意义。

技术实现思路

[0005]为了进一步实现滤波器小型化，本专利技术提供一种小型化四分之一模正方形SIW谐振腔及带通滤波器。
[0006]一方面，本专利技术提供一种小型化四分之一模正方形SIW谐振腔，包括：一个四分之一模正方形SIW腔体，在所述四分之一模正方形SIW腔体的其中一个顶点处设置有一个金属通孔以形成电壁，沿着与设置有金属通孔的顶点呈对角的另一顶点所在的两条邻边边缘处设置有周期性金属通孔阵列，在所述周期性通孔阵列的一侧刻蚀有整体呈“L”形的缝隙以形成磁壁；其中，所述四分之一模正方形SIW腔体为沿互为垂直的等效磁壁切割正方形SIW谐振腔得到。
[0007]进一步地，所述“L”形的缝隙位于所述周期性金属通孔阵列靠近所述四分之一模正方形SIW腔体中心的一侧。
[0008]另一方面，本专利技术提供一种小型化四分之一模正方形SIW带通滤波器，包括如上述
的一种小型化四分之一模正方形SIW谐振腔，以所述正方形SIW谐振腔的中心为圆心，沿圆周方向设置有第一周期性金属通孔阵列；在所述第一周期性金属通孔阵列的外侧且沿正方形SIW谐振腔的两条对角线方向设置有四个第二周期性金属通孔阵列；在设置有金属通孔的顶点所在的两条邻边上各设置有微带馈线。
[0009]本专利技术的有益效果：
[0010](1)本专利技术提供一种小型化四分之一模正方形SIW谐振腔以及新型小型化的四分之一模正方形SIW三模带通滤波器，相比于传统基于SIW所设计的滤波器，本专利技术使用四分之一模正方形SIW谐振腔减少了滤波器的体积，并且可以通过在腔中心排列不同周期性金属通孔激励三种模式，实现了滤波器设计的简单化与小型化。
[0011](2)本专利技术的小型化的四分之一模正方形SIW三模带通滤波器可以实现25％的相对带宽，以及在25％的相对带宽下实现优于
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20dB的回波损耗，谐波频率在4.4GHz。
附图说明
[0012]图1为本专利技术实施例提供的一种小型化四分之一模正方形SIW谐振腔的结构示意图；
[0013]图2为本专利技术实施例提供的一种三阶的四分之一模正方形SIW三模带通滤波器的结构示意图；
[0014]图3为本专利技术实施例提供的一种三阶的四分之一模正方形SIW三模带通滤波器的S参数图。
具体实施方式
[0015]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0016]实施例1
[0017]如图1所示，本专利技术实施例提供一种四分之一模正方形SIW谐振腔，包括一个四分之一模正方形SIW腔体，在所述四分之一模正方形SIW腔体的其中一个顶点处设置有一个金属通孔以形成电壁，沿着与设置有金属通孔的顶点呈对角的另一顶点所在的两条邻边边缘处设置有周期性金属通孔阵列，在所述周期性通孔阵列的一侧刻蚀有整体呈“L”形的缝隙以形成磁壁；其中，所述四分之一模正方形SIW腔体为沿互为垂直的等效磁壁切割正方形SIW谐振腔得到。
[0018]所述“L”形的缝隙位于所述周期性金属通孔阵列靠近所述四分之一模正方形SIW腔体中心的一侧。
[0019]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。由于四分之一模正方形SIW腔体是由正方形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正方形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。
[0020]实施例2
[0021]如图2所示，本专利技术实施例提供一种小型化四分之一模正方形SIW带通滤波器，包括上述实施例中的一种小型化四分之一模正方形SIW谐振腔，以所述正方形SIW谐振腔的中心为圆心，沿圆周方向设置有第一周期性金属通孔阵列；在所述第一周期性金属通孔阵列的外侧且沿正方形SIW谐振腔的两条对角线方向设置有四个第二周期性金属通孔阵列；在设置有金属通孔的顶点所在的两条邻边上各设置有微带馈线。
[0022]通过在四分之一模正方形SIW谐振腔中排列第一周期性金属通孔阵列和第二周期性金属通孔阵列激励起谐振腔中三种模式，实现单腔三模滤波器。单腔多模滤波器在一个谐振器上激发多种模式谐振其可以极大减小滤波器尺寸，对于小型化滤波器研究具有重大意义，在QMSIW技术的基础上实现单腔多模的结构，可以进一步减小滤波器尺寸，由于多种模频率的不固定性，实现三模谐振，拥有25％的相对带宽提高了滤波器对于信号的传输能力。
[0023]实施例3
[0024]在上述各实施例的基础上，本专利技术实施例提供的单腔三模滤波器总共包括三层，顶层与底层是金属板，材质为铜，中间为介质层，材质是Taconic RF
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5。
[0025]将全模正方形SIW谐振腔沿着竖直和水平等效磁壁切割，使得全模正方形SIW谐振腔的体积减少75％，形成四分之一模正方形SIW腔体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种小型化四分之一模正方形SIW谐振腔，其特征在于，包括：一个四分之一模正方形SIW腔体，在所述四分之一模正方形SIW腔体的其中一个顶点处设置有一个金属通孔以形成电壁，沿着与设置有金属通孔的顶点呈对角的另一顶点所在的两条邻边边缘处设置有周期性金属通孔阵列，在所述周期性通孔阵列的一侧刻蚀有整体呈“L”形的缝隙以形成磁壁；其中，所述四分之一模正方形SIW腔体为沿互为垂直的等效磁壁切割正方形SIW谐振腔得到。2.根据权利要求1所述的一种小型化四分之一模正方形SIW谐振腔，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：范春凤，马森森，孙金土，胡雪惠，刘彦，陈天歌，赵华，王鹏，韩嘉慧，刘佳，钱行，龚克，刘庆，
申请(专利权)人：中国人民解放军战略支援部队信息工程大学，
类型：发明
国别省市：