基片集成波导圆形腔与弧形腔相嵌套的双通带滤波器

本发明属于微波无源器件，具体涉及一种基片集成波导圆形腔与弧形腔相嵌套的双通带滤波器。

背景技术：

1、随着通讯系统的快速发展，多通道器件成了未来系统多功能、小型化的一个重要手段。而滤波器作为通讯系统中的重要部件，其多通道技术也被学者们广泛研究。传统的波导或者介质滤波器拥有高的品质因数，但是由于其三维立体结构很难集成到电路中；而微带滤波器则比较容易集成到电路中，但是由于其插入损耗较大，不是和应用到毫米波频段。基片集成波导技术是最近十几年来出现的低插入损耗、高品质因数、高功率容量的一种新型的波导器件，基于pcb和ltcc等工艺实现的各种基片集成波导无源以及有源兼具有传统金属波导和平面电路的优点，且生产成本和设计复杂度在微波毫米波频段具有无可比拟的优势。近些年，许多基于基片集成波导技术的双通带滤波器被广泛的研究与设计。

2、传统的基片集成波导滤双通带滤波器为了实现双通带的效果，往往需要通过同一个耦合窗口同时进行两个模式的耦合，这就使得设计复杂度增大，且两个通带很难单独进行调整。同时通常位于中心腔体两侧的腔体由于其物理结构的限制很难实现直接耦合。

技术实现思路

1、本发明的目的在于采用弧形腔体和圆形腔体相结合的的物理结构可以实现不相邻腔体的直接耦合，并形成一个全新的耦合通道，实现对两个通带的单独调控，大大减小了设计的复杂度，提供一种基片集成波导圆形腔与弧形腔相嵌套的双通带滤波器；

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：基片集成波导圆形腔与弧形腔相嵌套的双通带滤波器，包括：由金属通孔分别形成的基片集成波导圆形腔、第一基片集成波导弧形腔以及第二基片集成波导弧形腔，所述第一基片集成波导弧形腔和第二基片集成波导弧形腔位于基片集成波导圆形腔两侧，所述基片集成波导圆形腔通过第一感性开窗与第一基片集成波导弧形腔相耦合，所述基片集成波导圆形腔通过第二感性开窗与第二基片集成波导弧形腔相耦合，所述第一基片集成波导弧形腔通过第三感性开窗和第四感性开窗与第二基片集成波导弧形腔耦合；

3、所述第一基片集成波导弧形腔通过第一共面波导连接输入微带线，所述第二基片集成波导弧形腔通过第二共面波导连接输出微带线。

4、进一步地，所述基片集成波导圆形腔、第一基片集成波导弧形腔以及第二基片集成波导弧形腔的主模工作在同一频率，所述第一基片集成波导弧形腔和第二基片集成波导弧形腔的主模与基片集成波导圆形腔耦合实现第一通带，所述第一基片集成波导弧形腔和第二基片集成波导弧形腔的高次模通过第一基片集成波导弧形腔和第二基片集成波导弧形腔的直接耦合实现第二通带。

5、进一步地，所述第一感性开窗与第二感性开窗呈镜像对称。

6、进一步地，所述第三感性开窗和第四感性开窗呈镜像对称。

7、进一步地，所述输入微带线与输出微带线镜像对称，并呈现钝角。

8、进一步地，所述输入微带线与输出微带线均为50欧姆。

9、有益效果：本发明公布了一种基片集成波导圆形腔与弧形腔相嵌套的双通带滤波器，相比于传统的双通带滤波器，通过弧形腔体与圆形腔体相结合的方式实现了不相邻腔体间的直接耦合，弧形腔的主模与圆形腔耦合实现第一通带，弧形腔的高次模通过两个弧形腔体的直接耦合实现第二通带，从而实现两个通带的单独调控，大大降低了设计的复杂度。

技术特征：

1.基片集成波导圆形腔与弧形腔相嵌套的双通带滤波器，其特征在于，包括：由金属通孔(6)分别形成的基片集成波导圆形腔(3)、第一基片集成波导弧形腔(4)以及第二基片集成波导弧形腔(5)，所述第一基片集成波导弧形腔(4)和第二基片集成波导弧形腔(5)位于基片集成波导圆形腔(3)两侧，所述基片集成波导圆形腔(3)通过第一感性开窗(111)与第一基片集成波导弧形腔(4)相耦合，所述基片集成波导圆形腔(3)通过第二感性开窗(112)与第二基片集成波导弧形腔(5)相耦合，所述第一基片集成波导弧形腔(4)通过第三感性开窗(121)和第四感性开窗(122)与第二基片集成波导弧形腔(5)耦合；

2.根据权利要求1所述基片集成波导圆形腔与弧形腔相嵌套的双通带滤波器，其特征在于，所述基片集成波导圆形腔(3)、第一基片集成波导弧形腔(4)以及第二基片集成波导弧形腔(5)的主模工作在同一频率，所述第一基片集成波导弧形腔(4)和第二基片集成波导弧形腔(5)的主模与基片集成波导圆形腔(3)耦合实现第一通带，所述第一基片集成波导弧形腔(4)和第二基片集成波导弧形腔(5)的高次模通过第一基片集成波导弧形腔(4)和第二基片集成波导弧形腔(5)的直接耦合实现第二通带。

3.根据权利要求1所述基片集成波导圆形腔与弧形腔相嵌套的双通带滤波器，其特征在于，所述第一感性开窗(111)与第二感性开窗(112)呈镜像对称。

4.根据权利要求1所述基片集成波导圆形腔与弧形腔相嵌套的双通带滤波器，其特征在于，所述第三感性开窗(121)和第四感性开窗(122)呈镜像对称。

5.根据权利要求1所述基片集成波导圆形腔与弧形腔相嵌套的双通带滤波器，其特征在于，所述输入微带线(1)与输出微带线(2)镜像对称，并呈现钝角。

6.根据权利要求1所述基片集成波导圆形腔与弧形腔相嵌套的双通带滤波器，其特征在于，所述输入微带线(1)和输出微带线(2)均为50欧姆。

技术总结
本发明公开了一种基片集成波导圆形腔与弧形腔相嵌套的双通带滤波器，包括一个基片集成波导圆形腔和两个基片集成波导弧形腔，上述的各基片集成波导腔体沿周向均匀分布有贯穿上述的各基片集成波导腔体的金属通孔；每个基片集成波导弧形腔与基片集成波导圆形腔之间有感性开窗，两个基片集成波导弧形腔之间同样开有感性窗口；在两个基片集成波导弧形腔中分别设有共面波导与输出微带相连。本发明结构简单，方便加工，滤波器两个通带可以单独控制，可应用到5G毫米波以及6G移动通信系统中。

技术研发人员：朱晓维,杨献龙,洪伟
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13