基片集成波导带通滤波器设计方法的研究

文章中利用基片集成波导和双模滤波器两种技术,对基片集成波导双模带通滤波器的设计进行了研究,设计了一种微波带通滤波器结构,该滤波器结构简单,无载品质因数高达9000.应用凹型过渡结构,使基片集成波导与微带线的过渡问题得到很好解决,使基片集成波导双模带通滤波器便于集成.设计的滤波器中心频率在5.61GHz,通过TE102和TE201两种模式耦合,形成一个传输零点,改善了滤波器的性能,通

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第 2卷第 5期 120年 9 08月

浙江万里学院学报Jun lo h j n niU ies y o ra fZ ei g Wa l nv r t a i

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基片集成波导带通滤波器设计方法的研究柯博林(江万里学院，宁波浙 350) 1 10

摘要：文章中利用基片集成波导和双模滤波器两种技术，基片集成波导双模带通滤波器的设计进行了研究，计对设了一种微波带通滤波器结构，滤波器结构简单，载品质因数高达 90 .应用凹型过渡结构，基片集成波导与微该无 00使带线的过渡问题得到很好解决，使基片集成波导双模带通滤波器便于集成 .设计的滤波器中心频率在 5 1 H, . G z通过 6

T 12和 T 2 1两种模式耦合， Eo E0形成一个传输零点，改善了滤波器的性能，通带内反射损耗 S 1 l优于 2 d 3B带宽 4B,d达 5 MHz 0 .

关键词：基片集成波导；带通滤波器；通带中图分类号： I 7 1 1 l N 收稿日期：2 D一 2 2 O 7 l— 9文献标识码 -A 文章编号：1 7— 2 0( 0 8 O— 0 8 o 6 1 2 5 20 ) 5 0 5一 4

作者简介：柯博林，江万里学院电子信息学院副教授，学硕士，究方向：浙工研微波集成电路的设计与研究.

随着毫米波技术在无线通讯和雷达系统领域的应用，成本、可靠性的毫米波单片集成电路 ( C 低高 MMI )

的使用日趋广泛.在毫米波接收系统中，过去设计的微波无源器件的电路结构 (金属矩形波导、带线等 )如微 各有利弊.金属波导具有品质因数 (高、耗小、于设计等优点， Q)损便缺点是体积大、价高，造不利于 MMI C的集成制造，虽然微带线和共面电路结构可用于大规模的生产，辐射损耗大，但很难达到设计要求 .近年来，国内外提出了一种新的基片集成波导( I ) SW设计方法：合了微带线和金属矩形波导的优点，结把它们集成在有源集成电路的同一块基片上 . I的波导结构由两排线性排列的金属通孔或者销钉嵌入同一基片构成 ( SW见

图 1.在此设计出双模带通滤波器： )在通频带内产生两个传输

极点，通频带左侧产生一个传输零点，使提高了通带和阻带效果，无载 Q值可高达 9 o o’. o t2 -]

1双模带通滤波器的设计 1基片集成波导计算理论 . 1

实验和数值计算证明，I具有与金属矩形波导相似的传输特性，电磁波通过 SW时被限制在两列孔 SW I

间的区域，只能传播 T n的电磁波，图 2为与 SW等效的矩形波导的宽度 )因此可把矩形波导的 E 0模见 ( I,相关理论运用到 SW中.图 1中的 SW( I I w为两排孔间距离， d为金属通孔的直径， s为相邻通孔间距离， h为基片厚度 )用常见的矩形波导 (宽度为 wf高为 )可设 e t,来等效，保证在能量辐射损耗非常小 (可忽略 ),e可近似表示为：【 w f tw: w—10 .8S

<21和 .

< 5的情况下， .

+ O 1 .lW

() 1

试验表明 SW等效的矩形波导在整个工作带宽内和原 SW具有相同的传输常数， I I因此两者可等效 .