小型化多模基片集成波導(SIW)濾波器研究.pdf

1、現(xiàn)代通信、雷達以及衛(wèi)星系統(tǒng)的快速發(fā)展對微波電路提出了更高的要求。作為微波系統(tǒng)重要的組成部分，性能高且結(jié)構(gòu)緊湊的濾波器被大量需求。基片集成波導(SIW)結(jié)構(gòu)以其體積小、重量輕、易于加工和實現(xiàn)平面集成等優(yōu)點在濾波器設計中得到了廣泛的應用。本論文主要研究將SIW的多模特性應用于SIW濾波器的設計中，并結(jié)合對多模的擾動、電容性加載、折疊等手段以實現(xiàn)電路版圖小、結(jié)構(gòu)緊湊的單通帶和雙通帶SIW濾波器。
　　目前關于多模SIW濾波器的研究還是集

2、中于基于一對簡并模的單通帶濾波器設計。據(jù)此，本文根據(jù)SIW或者半模SIW(HMSIW)結(jié)構(gòu)內(nèi)不同階諧振模式的電場分布，通過在特定位置加入金屬化過孔/過孔陣列，對個別諧振模式的場分布進行擾動，從而使這些模式的諧振頻率發(fā)生偏移，使受擾動的諧振模式和未受擾動的諧振模式靠近來構(gòu)成通帶。設計了基于三角形HMSIW的三模和四模濾波器，此外基于單個受擾動的SIW諧振腔設計了四模雙通帶濾波器。
　　電容性加載是實現(xiàn)SIW諧振單元小型化的有效手段，

3、且多數(shù)是針對主模進行電容性加載。本文在SIW諧振腔中引入兩個金屬柱分別對主模和高次模進行雙電容性加載，實現(xiàn)了雙通帶獨立可控的SIW濾波器。其次，通過對高次模進行電容性加載，再結(jié)合金屬化過孔對主模的擾動，使得多個諧振模式的諧振頻率靠近而構(gòu)成通帶，我們利用多層印刷電路板(PCB)工藝以及低溫共燒陶瓷(LTCC)工藝分別設計了基于四分之一模SIW(QMSIW)的帶寬可控的三模濾波器。進一步地，在饋線位置引入了增加枝節(jié)的三單元缺陷地(DGS)以

4、拓寬阻帶范圍、提高帶外抑制。
　　對SIW諧振腔進行折疊可以有效縮減SIW諧振腔所占電路面積。本文通過對矩形SIW諧振腔進行三次折疊，提出了三重折疊SIW諧振單元(TFSIW)，利用該結(jié)構(gòu)內(nèi)的前兩個經(jīng)折疊以后的諧振模式實現(xiàn)了雙通帶濾波器設計?；谒酺FSIW諧振腔的濾波器所占電路面積相比于傳統(tǒng)矩形SIW腔濾波器減小了86％（相同頻率比下）;此外它還突破了傳統(tǒng)二重折疊SIW(DFSIW)結(jié)構(gòu)不能實現(xiàn)較小頻率比的缺陷，所設計的濾波器