本发明专利技术涉及一种四阶交叉耦合带通滤波器，其具体公开的是一种新型四阶交叉耦合基片集成波导带通滤波器，包括介质基底、金属贴片、金属通孔、槽缝，在介质基底的表面和底面有金属贴片，底面金属贴片为地层，表面金属贴片的中间部分为由金属通孔形成的两个矩形腔体，两个矩形腔之间开了一个窗口，用于实现交叉耦合；表面金属贴片上下各有一个与矩形腔体直接相连的微带谐振器；矩形腔两边与输入输出微带线相连，腔体与输入输出微带线相连的位置刻有槽缝，这种新型四阶交叉耦合滤波器具有紧凑的结构、较好的频率选择性以及较高的Q值。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的是一种基片集成波导滤波器，具体的说，涉及的是一种结构紧凑且具有准椭圆函数性能的四阶交叉耦合带通滤波器。
技术介绍
具有紧凑的结构、较好的频率选择性、低损耗的带通滤波器常被用于抑制那些位于有用频段之外的信号，其作为无线通信系统前端最重要的器件之一，越来越受到研究人员的关注，对于这种高性能滤波器的需求也变得十分迫切。非相邻谐振器之间的交叉耦合常被用来在有限频率点产生传输零点，实现通带与阻带之间的陡峭过度，从而获得较高的频率选择性。基片集成波导技术，因具有较高的品质因数、较小的辐射、较低的损耗而在微波毫米波器件发展中广受青睐。据我们所知， 具有不同几何结构的基片集成波导滤波器在近几年中纷纷被学者们所提出。Potelon等人在2006年提出一种由三个圆形腔体构成的基片集成波导滤波器(Potelon，B.，J. -C.Bohorquez, J. -F. Favennec, C. Quendo, E. Rius, and C. Person, “Design of Ku bandfilters based on Substrate integrated circular cavities (SICCs)，，，IEEE MTT-SInt. Micro. Symp. Dig. Jun. 2006，1237-1240.)，该滤波器通过引入交叉耦合使得信号从滤波器的输入端传输到输出端不仅通过主耦合路径，还通过了交叉耦合路径，电磁信号在通带右侧某一频点幅度相同、相位相反，从而产生传输零点，改善了通带右侧的频率选择性。在此之后，又有研究人员通过利用腔体中的TE102模使得通带右侧的传输零点移至通带左测，见“Three-pole cross-coupled substrate integrated waveguide (SIff)bandpass filters based on PCB process and multilayer LTCC technology,，’Microw.Opt. Tech. Lett.，Vol. 51，No. I, 71-73，Jan. 2009.另外，在 J. -S. Hong 等人 2000 年发表的文章中(Hong, J. S.，and M. J. Lancaster, “Transmission line filters with advancedfiltering characteristics,，，IEEE MTT-S Int. Micro. Symp. Dig. , 2000, 319-322.),微带传输线可在滤波器设计中视为一种变换器从而获得不同的电响应。这种微带传输线变换器也被用到之后的SIW滤波器设计中，可以实现交叉耦合(Chen，X.，W. Hong, T.J. Cui, Z. C. Hao, and K. ffu, “Substrate integrated waveguide elliptic filterwith transmission line inserted inverter,，，Electron. Lett.，Vol. 41，No. 15，851-852，Jul. 2005.)。但是需要指出的是，附加交叉耦合传输线变换器会使得原本的电路面积增力口，不益于实现小型化。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提出一种四阶交叉耦合带通滤波器，该滤波器相当于两款在通带左侧和右侧分别具有一个传输零点的三阶滤波器的叠加，微带谐振器被用来替代传统的SIW腔体谐振器，结构紧凑，节约面积，较好的频率选择性以及较高的Q值。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案是一种四阶交叉耦合带通滤波器，包括输入馈线、输出馈线、两个中心对称的第一谐振器和第四谐振器、第二微带谐振器和第三微带谐振器，在所述第一、第四谐振器的上下分别连接了第二微带谐振器和第三微带谐振器。依照本专利技术较佳实施例所述的四阶交叉耦合带通滤波器，所述第一谐振器和第四谐振器为物理尺寸完全相同的矩形腔体，两腔体谐振器间开有窗口，构成用于实现级间信号耦合的耦合结构。依照本专利技术较佳实施例所述的四阶交叉耦合带通滤波器，所述第二谐振器为一个全波长微带谐振器，第二谐振器与第一、第四谐振器的耦合特性相同。依照本专利技术较佳实施例所述的四阶交叉耦合带通滤波器，所述第三谐振器为一个一又二分之一波长微带谐振器，第三谐振器与第一、第四谐振器的耦合特性相同。依照本专利技术较佳实施例所述的四阶交叉耦合带通滤波器，输入馈线、输出馈线分 别连接在第一谐振器和第四谐振器。本专利技术的四阶交叉耦合滤波器与现有技术相比，具有以下优点(I)第二、三谐振器被用于替代传统的基片集成波导腔体，大大减小了电路面积，因而本专利技术滤波器结构紧凑，空间利用率高，实现了小型化的目标，并且容易加工。(2)采用新型四阶耦合拓扑结构，在通带两侧各产生了一个传输零点，具有准椭圆函数性能，提高了滤波器的频率选择性。(3)本滤波器的地面没有开槽，可以有效地防止信号泄露，并且易于和其他微带电路集成。附图说明图I是本专利技术实施例的滤波器的结构布局示意图；图2是本专利技术实施例耦合拓扑结构的结构示意图；图3是本专利技术实施例中用到的两端短路的微带谐振器中基模、二次谐波、三次谐波的归一化电压分布图；图4是本专利技术实施例的滤波器实施例的频率响应曲线。具体实施例方式下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。如图I所示，本专利技术实施例所述滤波器包括输入端口 Ι/P、输出端口 0/P、两个微带谐振器和两个中心对称的第一、第四谐振器1、4，两个微带谐振器为第二微带谐振器2和第三微带谐振器3，第一谐振器I和第四谐振器4均为SIW腔体谐振器，其长宽分别为L23、L33，两腔公共边上有一窗口，宽度为D3，用于控制交叉耦合的强度。第二微带谐振器2的谐振频率可通过SL2来控制，L2用于调节第二微带谐振器2与腔体谐振器1、4之间的耦合强度。同样的，第三微带谐振器3的谐振频率可通过调节SL3来控制，L3, L35, L36用于调节第三微带谐振器3与腔体谐振器1、4之间的耦合强度。输入端口 Ι/P和输出端口 0/P分别连接在第一谐振器I和第四谐振器4上，其特性阻抗均为50 Ω，槽缝长度L24和L34可用于调节外部Q值。本实施例中，将平面紧凑型四阶交叉耦合滤波器的中心频率控制在5GHz，滤波器的衬底材料的介电常数为2. 65，厚度为1_。具体滤波器结构尺寸如下表所示滤波器的几何尺寸(单位毫米)权利要求1.一种四阶交叉耦合带通滤波器，其特征在于，包括输入馈线、输出馈线、两个中心对称的第一谐振器和第四谐振器、第二微带谐振器和第三微带谐振器，在所述第一、第四谐振器的上下分别连接了第二微带谐振器和第三微带谐振器。2.根据权利要求I所述的四阶交叉耦合带通滤波器，其特征在于，所述第一谐振器和第四谐振器为物理尺寸完全相同的矩形腔体，两腔体谐振器间开有窗口，构成用于实现级间信号耦合的耦合结构。3.根据权利要求I或2所述的四阶交叉耦合带通滤波器，其特征在于，所述第二谐振器为一个全波长微带谐振器，第二谐振器与第一、第四谐振器的耦合特性相本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种四阶交叉耦合带通滤波器，其特征在于，包括输入馈线、输出馈线、两个中心对称的第一谐振器和第四谐振器、第二微带谐振器和第三微带谐振器，在所述第一、第四谐振器的上下分别连接了第二微带谐振器和第三微带谐振器。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：沈玮，
申请(专利权)人：上海航天测控通信研究所，
类型：发明
国别省市：
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