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专利号: 2022114847342
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-09-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基片集成波导SIW腔体与带状线谐振器混合的小型化滤波器,包括:中间介质层(2);

上表面金属层(1)和下表面金属层(5),分别位于所述中间介质层(2)上下表面;

中间金属层,设置在所述中间介质层(2)的中间位置;

贯穿中间介质层(2)的金属化通孔阵列(6),用于连接上表面金属层(1)和下表面金属层(5);

第一金属化盲孔(7)和第二金属化盲孔(8),用于连接中间金属层与下表面金属层(5);

馈电微带线(9);

其特征在于:

所述金属化通孔阵列(6)、上表面金属层(1)和下表面金属层(5)构建两个相邻的SIW腔体;两个SIW腔体的其中一金属壁共用;

所述中间金属层包括全波长带状线(3)、半波长带状线(4);所述全波长带状线(3)、半波长带状线(4)的电长度分别为全波长和半波长,物理长度Lp1和Lp2分别满足使得对应模式的谐振频率在滤波器的中心频率附近;所述全波长带状线(3)的两端设置有第一金属化盲孔(7),使其构成终端短路的全波长带状线谐振器;所述半波长带状线(4)的两端设置有第二金属化盲孔(8),使其构成终端短路的半波长带状线谐振器;其中全波长带状线谐振器的二次模、半波长带状线谐振器的一次模与两个SIW腔体构建滤波器的四个传输极点,它们的谐振频率均位于中心频率附近;全波长带状线谐振器的一次模作为滤波器结构中的非谐振节点,实现在传统Box‑Like结构的基础上额外引入一个传输零点;

所述两个SIW腔体的金属化通孔阵列(6)外侧端均开有一个馈电窗口,所述上表面金属层(1)的馈电窗口位置连接馈电微带线(9),作为输入输出馈电端口。

2.根据权利要求1所述小型化滤波器,其特征在于,所述馈电微带线(9)与全波长带状线(3)、半波长带状线(4)平行设置。

3.根据权利要求1所述小型化滤波器,其特征在于,所述馈电微带线(9)的与上表面金属层(1)端两侧均开有L型馈电开槽(10)。

4.根据权利要求1所述小型化滤波器,其特征在于,全波长带状线(3)两侧的第一金属化盲孔(7)直径相同,半波长带状线(4)两侧的第二金属化盲孔(8)直径相同。

5.根据权利要求1所述小型化滤波器,其特征在于,通过调控全波长带状线(3)与SIW腔体中心线的水平偏移量Dp1、半波长带状线(4)与SIW腔体中心线的水平偏移量Dp2,进而控制SIW腔体与带状线谐振器的耦合量。

6.根据权利要求1所述小型化滤波器,其特征在于,滤波器还包括构建电磁混合耦合的感性窗(11),所述感性窗(11)设置在相邻SIW腔体的共用金属壁,感性窗(11)所在位置无金属化通孔,其宽度Ww调节电磁混合耦合大小。

7.根据权利要求6所述小型化滤波器,其特征在于,所述感性窗(11)的中心与两个SIW腔体的共用金属壁中心重合。

8.根据权利要求1‑7任一项所述小型化滤波器,其特征在于,定义两个SIW腔体为谐振器1和谐振器4,全波长带状线(3)的二次模为谐振器2,半波长带状线(4)的一次模为谐振器

3;定义谐振器1与谐振器2、3之间的耦合系数为M12、M13,谐振器4与谐振器2、3之间的耦合系数为M24、M34;

由带状线谐振器的电场分布可知,全波长带状线(3)的二次模为偶模,半波长带状线(4)的一次模为奇模,同时滤波器结构对称,因此有M13=M34,M12=‑M24;

全波长谐振器的二次模的谐振频率记作feven,半波长谐振器的一次模谐振频率记作fodd;

通过微调全波长带状线(3)、半波长带状线(4)的长度Lp1和Lp2改变带状线谐振器谐振频率,即feven与fodd大小;

通过调整全波长带状线(3)、半波长带状线(4)与SIW腔体中心线的偏移量Dp1与Dp2、带状线宽度Wp1与Wp2以及盲孔直径Dv1与Dv2调节内部耦合量M12、M13的大小;

当feven<fodd时,若M12>M13,滤波器将在通带右侧产生两个传输零点;若M12<M13,该滤波器将在通带左侧产生两个传输零点;

当feven>fodd时,滤波器将在上下阻带各产生一个传输零点。