本发明专利技术公开了一种宽阻带的类FSIW双频带滤波器，包括顶层金属层、中间金属层、底层金属层、介质层、第一金属化通孔阵列、第二金属化通孔阵列、第三金属化通孔阵列、输入输出端口。利用类FSIW矩形腔体的第一和第二模式分别构建滤波器的第一、第二通带，通过改变类FSIW矩形腔折叠处的矩形缺口宽度使腔体可以调节第二模式的谐振频率，而不改变第一、第三模式的谐振频率，从而在在第二通带频率独立可调的同时有效提高了双频带滤波器阻带带宽。有效提高了双频带滤波器阻带带宽。有效提高了双频带滤波器阻带带宽。
【技术实现步骤摘要】
一种宽阻带的类FSIW双频带滤波器
[0001]本专利技术属于微波
，涉及一种双频带滤波器，尤其涉及一种宽阻带的类FSIW双频带滤波器。
技术介绍
[0002]现代无线通信系统要求滤波器具有尺寸小、插入损耗低、频率选择性高和多功能等特点。基片集成波导(SIW)由于其低损耗、低成本、易加工和易集成等优点在滤波器设计中获得了广泛的应用。但相较于微带或共面波导(CPW)滤波器而言，SIW滤波器的尺寸偏大。因此，折叠基片集成波导(FSIW)滤波器应运而生，能够获得将近一半的尺寸缩减。
[0003]作为实现无线通信系统小型化和多功能的重要器件，双频带带通滤波器一直是学术界和工业界研究的热点。针对各种各样的无线通信应用，研究者们提出了多种双频带滤波器的综合设计方法，大致可归纳为如下四类：
[0004]第一，通带并联技术，这种技术是利用阻抗匹配网络或公共输入输出端口将单独设计的两个单频带滤波器并联起来，从而实现频谱的叠加。此技术的优点在于两个通带的频率和性能均可独立自由地设计与调节，缺点是电路尺寸较大。
[0005]第二，频带分裂技术，此技术的原理是通过在宽频带中间引入传输零点抑或插入带阻滤波响应将一个宽通带分裂为两个子通带。其实现方法主要有三种：一是利用直接优化算法或频率变换法综合得到双频滤波函数或对应的耦合矩阵，然后采用实际的技术方案以及电路结构映射实现想要的双频响应；二是将一个带阻滤波器级联或集成到宽带滤波器上，实现频带分配相对灵活的分裂式双频响应；三是采用横向信号干扰技术将不同幅度和相位的两路前向信号叠加，产生合适位置的传输零点，然后将单元耦合级联实现所需阶数的双频频率响应。因为方法一所需的谐振器数目为两通带阶数之和，而方法二需要将带通和带阻滤波器级联或集成，因而采用频带分裂技术设计的滤波器电路尺寸也较大。
[0006]第三，单个多模谐振器技术。这种技术是通过在环形谐振器、贴片谐振器中引入微扰来分离简并模，或者用短截线加载谐振器来增加谐振模式等方式，将单个多模谐振器的谐振模式按频率分成两组，并结合恰当的输入输出耦合实现想要的双频响应。采用此方法设计的双频带滤波器具有实现方式简单、电路结构紧凑等优点，但所用的多模谐振器的各个谐振模式往往相互依赖，难以独立调节，有时无法获得所需的有用频率位置以及通带性能。
[0007]第四，双模谐振器耦合技术。这种技术是利用半波长或四分之一波长阶跃阻抗谐振器、短截线或容性加载微带线谐振器、集总或复合左右手谐振器等双模谐振器中的前两个模式耦合构建双频带滤波器的两个通带。因为采用该技术设计实现的滤波器结构简单、尺寸紧凑，所以其目前是双频带带通滤波器最为经典和流行的一种设计方法。但是由于此方法极大地压缩了设计自由度，对双模频率及耦合的控制一直是设计的一大难点。
[0008]目前，基于第四种技术实现的SIW双频带滤波器也已被提出，但由于SIW腔体的高次模式较多，使得滤波器阻带带宽受到限制，而且两个通带的中心频率相互制约，难以实现
独立调节。
技术实现思路
[0009]本专利技术的目的是针对现有SIW双频带滤波器双模频率控制难、阻带带宽窄的问题，提出了一种宽阻带的类FSIW双频带滤波器，利用类FSIW矩形腔体的第一、第二模式分别构建滤波器的第一、第二通带，通过改变类FSIW折叠处矩形缺口(2a)的宽度可独立控制双模滤波器的第二通带频率，而不影响第一通带和寄生通带的位置，从而实现更宽的阻带。
[0010]本专利技术采用如下技术方案：
[0011]一种高谐波抑制比的折叠双频带滤波器，包括：
[0012]介质层(4)；
[0013]顶层金属层(1)，位于介质层(4)的上表面；
[0014]底层金属层(3)，位于介质层(4)的下表面；
[0015]中间金属层(2)，位于介质层(4)内；
[0016]连接顶层金属层(1)、中间金属层(2)、底层金属层(3)的第一金属化通孔阵列(5)；
[0017]连接中间金属层(2)和底层金属层(3)的第二金属化通孔阵列(6)；
[0018]连接顶层金属层(1)和中间金属层(2)的第三金属化通孔阵列(7)；
[0019]其中：
[0020]所述第一金属化通孔阵列(5)围合成两个连通矩形；所述两个连通矩形共用一公共侧壁，且公共侧壁开有耦合窗；所述两个连通矩形的外侧壁各自开有第一窗口、第二窗口；所述耦合窗无金属化通孔设置，所述第一窗口设有第二金属化通孔阵列(6)，所述第二窗口设有第三金属化通孔阵列(7)；
[0021]所述顶层金属层(1)包括微带线(1a)、矩形金属贴片(1c)；所述微带线(1a)的一端与矩形金属贴片(1c)的其中一侧边连接，另一端作为滤波器的输入输出端口；所述矩形金属贴片(1c)的所述微带线(1a)两侧各自开有一条槽线(1b)；所述微带线(1a)与两条槽线(1b)均落在所述第一窗口内；
[0022]所述底层金属层(3)与顶层金属层(1)形状相同且大小相等；以介质层(4)的几何中心为原点，顶层金属层(1)与底层金属层(3)中心对称；
[0023]所述顶层金属层(1)、底层金属层(3)、中间金属层(2)、介质层(4)和第一金属化通孔阵列(5)共同构建两个类FSIW矩形腔，两个类FSIW矩形腔通过公共侧壁上的耦合窗连通；
[0024]所述中间层金属层(2)为开有两个矩形缺口(2a)的金属贴片；所述两个矩形缺口(2a)分别位于两个类FSIW矩形腔折叠处；
[0025]作为优选，所述两个类FSIW矩形腔尺寸相同，通过公共侧壁上的耦合窗宽Ww以及耦合窗位置W
12
控制两个类FSIW矩形腔之间的耦合；
[0026]作为优选，所述矩形缺口(2a)用于调节类FSIW矩形腔第二模式谐振频率，通过调整矩形缺口(2a)宽度G实现对第二模式谐振频率的调整；
[0027]作为优选，所述微带线(1a)的位置T
IN
、第一窗口的宽带W
IN
和槽线的长度L
S
，可控制输入输出端口的外部品质因素；
[0028]作为优选，所述微带线(1a)采用50欧姆阻抗；
[0029]作为优选，所述中间金属层(2)与顶层金属层(1)、底层金属层(3)之间的距离相
等；
[0030]作为优选，所述介质层(4)由两层介质基板上下堆叠而成，中间金属层(2)位于两层介质基板间；更为优选，介质基板采用相对介电常数为2.2，损耗角正切为0.0009，厚度为0.508mm的TanconicTLY
‑
5介质基板；
[0031]更为优选，滤波器的第一通带设置在10GHz，第二通带设置在12GHz。
[0032]在实际应用中，可通过其他转接结构将输入输出端口进一步转化为带状、共面波导等其他端口，但这不属于本专利技术保护的范畴。
[0033]具体工作原理：
[0034]微带线(1a)在类FSIW矩形腔体中同时激励多个本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种宽阻带的类FSIW双频带滤波器，包括：介质层(4)；顶层金属层(1)，位于介质层(4)的上表面；底层金属层(3)，位于介质层(4)的下表面；中间金属层(2)，位于介质层(4)内；连接顶层金属层(1)、中间金属层(2)、底层金属层(3)的第一金属化通孔阵列(5)；连接中间金属层(2)和底层金属层(3)的第二金属化通孔阵列(6)；连接顶层金属层(1)和中间金属层(2)的第三金属化通孔阵列(7)；其特征在于：所述第一金属化通孔阵列(5)围合成两个连通矩形；所述两个连通矩形共用一公共侧壁，且公共侧壁开有耦合窗；所述两个连通矩形的外侧壁各自开有第一窗口、第二窗口；所述耦合窗无金属化通孔设置，所述第一窗口设有第二金属化通孔阵列(6)，所述第二窗口设有第三金属化通孔阵列(7)；所述顶层金属层(1)包括微带线(1a)、矩形金属贴片(1c)；所述微带线(1a)的一端与矩形金属贴片(1c)的其中一侧边连接，另一端作为滤波器的输入输出端口；所述矩形金属贴片(1c)的所述微带线(1a)两侧各自开有一条槽线(1b)；所述微带线(1a)与两条槽线(1b)均落在所述第一窗口内；所述底层金属层(3)与顶层金属层(1)形状相同且大小相等；以介质层(4)的几何中心为原点，所述顶层金属层(1)与底层金属层(3)中心对称；所述顶层金属层(1)、底层金属层(3)、中间金属层(2)、介质层(4)和第一金属化通孔阵列(5)共同构建两个类FSIW矩形腔，两个类FSIW矩形腔通过公共侧壁上的耦合窗连通；所述中间层金属层(2)为开有两个矩形缺口(2a)的金属贴片；所述两个矩形缺口(2a)分别位于两个类FSIW矩形腔折叠处。2.根据权利要求1所述一种宽阻带的类FSIW双频带滤波器，其特征在于，所述两个类FSIW矩形腔尺寸相同。3.根据权利要求1所述一种宽阻带的类FSIW双频带滤波器，其特征在于，通过公共侧壁上的耦合窗宽Ww以及耦合窗位置W
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调控两个类FSIW矩形腔之间的耦合。4.根据权利要求1所述一种宽阻带的类FSIW双频带滤波器，其特征在于，通过矩形缺口(2a)的宽度G，进...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐德念，朱舫，孙龙飞，罗国清，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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