CN105552487A - 基于双层siw的双通带微波滤波器 - Google Patents

基于双层siw的双通带微波滤波器 Download PDF

Info

Publication number
CN105552487A
CN105552487A CN201510941640.7A CN201510941640A CN105552487A CN 105552487 A CN105552487 A CN 105552487A CN 201510941640 A CN201510941640 A CN 201510941640A CN 105552487 A CN105552487 A CN 105552487A
Authority
CN
China
Prior art keywords
siw
metal
coat
integrated waveguide
dual
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510941640.7A
Other languages
English (en)
Inventor
李国辉
王焕英
吴玉丹
杨维
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Shanghai for Science and Technology
Original Assignee
University of Shanghai for Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Shanghai for Science and Technology filed Critical University of Shanghai for Science and Technology
Priority to CN201510941640.7A priority Critical patent/CN105552487A/zh
Publication of CN105552487A publication Critical patent/CN105552487A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/207—Hollow waveguide filters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/207—Hollow waveguide filters
    • H01P1/208—Cascaded cavities; Cascaded resonators inside a hollow waveguide structure

Landscapes

  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

本发明涉及一种基于双层SIW的双通带微波滤波器，包括上金属镀层、上介质板层、中金属镀层、下介质板层以及下金属镀层，上金属镀层和上介质板层组成上层基片集成波导，下介质板层和下金属镀层组成下层基片集成波导，在上介质板层和下介质板层之间设置有中金属镀层，使得上下两层基片集成波导共用中金属镀层；上层基片集成波导的中间设有两个耦合的方形上层SIW谐振腔，两个上层SIW谐振腔由两腔体间的感性耦合窗口连接，上金属镀层两端连接有共面波导式的输入输出端口；下层基片集成波导中间设有两个方形下层SIW谐振腔，两个下层SIW谐振腔之间不耦合；中金属镀层上设有四个磁性耦合窗口，两个下层SIW谐振腔通过四个磁性耦合窗口与两个上层SIW谐振腔耦合。

Description

基于双层SIW的双通带微波滤波器
技术领域
本发明涉及一种基于双层SIW（基片集成波导）的双通带微波滤波器，属于无线通信***领域，在实现两个通带的同时，具有比常规同等性能的滤波器体积小一倍的特性，满足小型化要求。
背景技术
微波双通带及多通带滤波器是现代无线通信***中特别重要的组成部分，随着微波集成电路的迅速发展和频谱资源的日益紧张，整个***向着小型化、高性能方向发展，这对无线通信***中滤波器的性能和尺寸提出了更高的要求。早期双通带滤波器采用滤波器级联，或将滤波器并联，但这都增加了滤波器的体积，为此国内外学者展开了一系列对双通带滤波器综合方法的研究，比如寄生通带法，传输零点法，基于极值点提取技术和耦合矩阵法等。然而这些基于数值优化的方法因收敛性得不到保证，故设计周期长且不易实现。利用频率变换综合方法，可以导出双通带滤波器原理电路的拓扑结构和电路参数计算的解析表达式，从而得到其微波可实现的电路形式。
目前双通带微波滤波器在现代微波卫星通信，军事电子对抗，雷达上都已经广泛使用。但是为了适应日益增长的频率资源微波集成电路的发展趋势，在同一个波束空间上要求同时发送两个抗干扰性能高的信号频率并达到小型化要求，双层SIW双通带微波滤波器的发展很好地支持了两个通信信道并且满足了在频谱拥挤下的高抑制、小型化。
发明内容
本发明的目的在于针对频谱资源特别拥挤、体积大、成本高，且由多路单频段滤波器组成的滤波器组，信号处理频段单一的缺点，提供了一种基于双层SIW的双通带微波滤波器，具有调谐速度快、体积小、成本低等特点。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种基于双层SIW的双通带微波滤波器，该滤波器由两层基片集成波导构成，包括五层结构：上金属镀层、上介质板层、中金属镀层、下介质板层以及下金属镀层，所述上金属镀层和上介质板层组成上层基片集成波导，所述下介质板层和下金属镀层组成下层基片集成波导，在上介质板层和下介质板层之间设置有中金属镀层，使得上下两层基片集成波导共用中金属镀层；所述上层基片集成波导的中间设有两个耦合的方形上层SIW谐振腔，两个上层SIW谐振腔由两腔体间的感性耦合窗口连接，所述上金属镀层两端连接有共面波导式的输入输出端口；所述下层基片集成波导中间设有两个方形下层SIW谐振腔，两个下层SIW谐振腔之间不耦合；所述中金属镀层上设有四个磁性耦合窗口，所述两个下层SIW谐振腔通过四个磁性耦合窗口与两个上层SIW谐振腔耦合。所有谐振腔均由金属通孔来充当墙体壁，满足小型化要求。
所述耦合窗口包括感性耦合窗口和磁性耦合窗口，耦合窗口的大小均由谐振腔之间的耦合强度的大小决定。感性耦合窗口开在上层基片集成波导的两个谐振腔之间，磁性耦合窗口开在中金属镀层上，连接上层基片集成波导和下层基片集成波导。
所述上介质板层和下介质板层为介电常数为的介质板，厚度为h=0.45-0.65mm。
所述金属镀层和输入输出端口可以是导电性能较好的金属材料，如金、或银、或铜。
本发明与现有技术比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：
本发明滤波器采用频率变换综合方法，可以导出双通带滤波器原理电路的拓扑结构和电路参数计算的解析表达式，从而得到其微波可实现的电路形式，可用ADS仿真出理想结果，为最后实物实验提供对比结果。本发明滤波器采用双层SIW结构，通过中金属镀层上的耦合窗口连接，可实现体积小、易于集成和成本低的特性。通过引入输入输出使用50Ω微带线作为馈线，并采用共面波导结构，改善滤波器的通带特性。
附图说明
图1是基于双层SIW的双通带微波滤波器的结构示意图。
图2是基于双层SIW的双通带微波滤波器上金属镀层的结构示意图。
图3是基于双层SIW的双通带微波滤波器下金属镀层的结构示意图。
图4是本发明基于双层SIW的双通带微波滤波器的整体结构示意图。
图5是基于双层SIW的双通带微波滤波器的上层SIW结构俯视示意图。
图6是基于双层SIW的双通带微波滤波器的下层SIW结构仰视示意图。
图7是本发明滤波器在ADS中仿真的理想电路结构的S参数示意图。
图8是本发明滤波器在HFSS中仿真的物理结构的S参数示意图。
图9是本发明滤波器在ADS中仿真的理想S参数和在HFSS中仿真的S参数对比图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一个优选实施例作详细说明：
如图1至图3所示，一种基于双层SIW的双通带微波滤波器，该滤波器由两层基片集成波导构成，包括五层结构：上金属镀层1、上介质板层2、中金属镀层3、下介质板层4以及下金属镀层5，所述上金属镀层1和上介质板层2组成上层基片集成波导，所述下介质板层4和下金属镀层5组成下层基片集成波导，在上介质板层2和下介质板层4之间设置有中金属镀层3，使得上下两层基片集成波导共用中金属镀层3；所述上层基片集成波导的中间设有两个耦合的方形上层SIW谐振腔1-1，两个上层SIW谐振腔1-1由两腔体间的感性耦合窗口6连接，所述上金属镀层1两端连接有共面波导式的输入输出端口1-2；所述下层基片集成波导中间设有两个方形下层SIW谐振腔3-1，两个下层SIW谐振腔3-1之间不耦合；所述中金属镀层3上设有四个磁性耦合窗口7，所述两个下层SIW谐振腔3-1通过四个磁性耦合窗口7与两个上层SIW谐振腔1-1耦合。
所述上介质板层2和下介质板层4为介电常数为的介质板，厚度为h=0.45-0.65mm。
图4-6是本实施例的结构示意图，经过设计、仿真和优化，最终确定该基于双层SIW双通带微波滤波器的具体尺寸如下：
W=24mm，L=56mm，a1=19.2mm，a2=20.6mm，W12=9.19mm，
W11’=6.2mm，Lsot=8mm，h=0.508mm，wp=1.56mm
其中，W表示滤波器的宽度，L表示滤波器长度，a1表示单个方形上层SIW谐振腔1-1的边长，a2表示单个方形下层SIW谐振腔3-1的边长，W12表示两个上层SIW谐振腔1-1之间的感性耦合窗口6长度，W11’表示上层SIW谐振腔1-1和下层SIW谐振腔3-1之间的磁性耦合窗口7的长度，Lsot表示共面波导沟槽长度，h表示介质板层厚度，wp表示50微带线输入输出端口1-2宽度。
基于上述方法设计了中心频率为5.7GHz/6.3GHz的双通带微波滤波器，通过电磁仿真软件HFSS进行仿真，调试。
图7和图8分别显示了双通带微波滤波器的ADS和HFSS仿真结果。
图9显示了双通带微波滤波器的ADS和HFSS的S11和S21仿真结果对比图。仿真对比结果表明：该滤波器实现了双频带的响应特性，且ADS和HFSS的S11和S21仿真结果基本相匹配，说明该设计方法的有效性。该滤波器SIW结构简单，尺寸实现小型化，印刷简易，材料损耗相对较小。

Claims (2)

1.一种基于双层SIW的双通带微波滤波器，其特征在于，该滤波器由两层基片集成波导构成，包括五层结构：上金属镀层（1）、上介质板层（2）、中金属镀层（3）、下介质板层（4）以及下金属镀层（5），所述上金属镀层（1）和上介质板层（2）组成上层基片集成波导，所述下介质板层（4）和下金属镀层（5）组成下层基片集成波导，在上介质板层（2）和下介质板层（4）之间设置有中金属镀层（3），使得上下两层基片集成波导共用中金属镀层（3）；所述上层基片集成波导的中间设有两个耦合的方形上层SIW谐振腔（1-1），两个上层SIW谐振腔（1-1）由两腔体间的感性耦合窗口（6）连接，所述上金属镀层（1）两端连接有共面波导式的输入输出端口（1-2）；所述下层基片集成波导中间设有两个方形下层SIW谐振腔（3-1），两个下层SIW谐振腔（3-1）之间不耦合；所述中金属镀层（3）上设有四个磁性耦合窗口（7），所述两个下层SIW谐振腔（3-1）通过四个磁性耦合窗口（7）与两个上层SIW谐振腔（1-1）耦合。
2.根据权利要求1所述的基于双层SIW的双通带微波滤波器，其特征在于，所述上介质板层（2）和下介质板层（4）为介电常数为的介质板，厚度为h=0.45-0.65mm。
CN201510941640.7A 2015-12-16 2015-12-16 基于双层siw的双通带微波滤波器 Pending CN105552487A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510941640.7A CN105552487A (zh) 2015-12-16 2015-12-16 基于双层siw的双通带微波滤波器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510941640.7A CN105552487A (zh) 2015-12-16 2015-12-16 基于双层siw的双通带微波滤波器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105552487A true CN105552487A (zh) 2016-05-04

Family

ID=55831534

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510941640.7A Pending CN105552487A (zh) 2015-12-16 2015-12-16 基于双层siw的双通带微波滤波器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105552487A (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105846024A (zh) * 2016-05-17 2016-08-10 电子科技大学 一种siw双层腔体滤波器
CN106025464A (zh) * 2016-06-03 2016-10-12 电子科技大学 一种基片集成波导式腔体滤波器
CN107819180A (zh) * 2017-09-27 2018-03-20 广东曼克维通信科技有限公司 基片集成波导器件与基片集成波导滤波器
CN108258404A (zh) * 2018-01-08 2018-07-06 西安电子工程研究所 一种具有低抑制特性的平面偶极子天线
CN108808191A (zh) * 2018-05-07 2018-11-13 曲阜师范大学 一种加载方形开口谐振环的双层基片集成波导带通滤波器
CN111162357A (zh) * 2020-01-03 2020-05-15 南京邮电大学 基于双层基片集成波导的多层双通带小型滤波器
CN113328223A (zh) * 2021-06-29 2021-08-31 展讯通信（上海）有限公司 三阶带通滤波器
CN114335937A (zh) * 2021-12-20 2022-04-12 南京邮电大学 基片集成空腔慢波混合电磁耦合滤波器
CN115411484A (zh) * 2022-09-26 2022-11-29 上海大学 一种基于四角星形槽状超构表面的基片集成波导谐振腔

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104347917A (zh) * 2014-10-27 2015-02-11 华南理工大学 一种具有双层结构的双频基片集成波导带通滤波器

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104347917A (zh) * 2014-10-27 2015-02-11 华南理工大学 一种具有双层结构的双频基片集成波导带通滤波器

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
XIAO-PING CHEN ET AL: "Substrate integrated waveguide cross-coupled filter with negative coupling structure", 《IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES》 *
程孝奇等: "双层基片集成波导双通带滤波器设计", 《电子元件与材料》 *

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105846024B (zh) * 2016-05-17 2019-07-19 电子科技大学 一种siw双层腔体滤波器
CN105846024A (zh) * 2016-05-17 2016-08-10 电子科技大学 一种siw双层腔体滤波器
CN106025464A (zh) * 2016-06-03 2016-10-12 电子科技大学 一种基片集成波导式腔体滤波器
CN106025464B (zh) * 2016-06-03 2019-02-15 电子科技大学 一种基片集成波导式腔体滤波器
CN107819180A (zh) * 2017-09-27 2018-03-20 广东曼克维通信科技有限公司 基片集成波导器件与基片集成波导滤波器
CN107819180B (zh) * 2017-09-27 2021-01-29 广东曼克维通信科技有限公司 基片集成波导器件与基片集成波导滤波器
CN108258404A (zh) * 2018-01-08 2018-07-06 西安电子工程研究所 一种具有低抑制特性的平面偶极子天线
CN108808191A (zh) * 2018-05-07 2018-11-13 曲阜师范大学 一种加载方形开口谐振环的双层基片集成波导带通滤波器
CN111162357A (zh) * 2020-01-03 2020-05-15 南京邮电大学 基于双层基片集成波导的多层双通带小型滤波器
CN111162357B (zh) * 2020-01-03 2021-11-09 南京邮电大学 基于双层基片集成波导的多层双通带小型滤波器
CN113328223A (zh) * 2021-06-29 2021-08-31 展讯通信（上海）有限公司 三阶带通滤波器
CN114335937A (zh) * 2021-12-20 2022-04-12 南京邮电大学 基片集成空腔慢波混合电磁耦合滤波器
CN114335937B (zh) * 2021-12-20 2023-05-09 南京邮电大学 基片集成空腔慢波混合电磁耦合滤波器
CN115411484A (zh) * 2022-09-26 2022-11-29 上海大学 一种基于四角星形槽状超构表面的基片集成波导谐振腔

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105552487A (zh) 基于双层siw的双通带微波滤波器
WO2018184425A1 (zh) 超宽带威尔金森功分器
CN103390784B (zh) 一种小型化基片集成波导双工器
CN103326093A (zh) 新型交叉耦合基片集成波导带通滤波器
CN109301416B (zh) 悬置基片集成波导传输线
CN103022614B (zh) 基片集成波导与矩形金属波导的过渡结构
CN105024124B (zh) 一种新型多枝节多模谐振器及基于其的微带超宽带带通滤波器
Ismail et al. X-band trisection substrate-integrated waveguide quasi-elliptic filter
CN104319435A (zh) 一种应用于wlan***的基片集成波导带通滤波器
CN104319440A (zh) 发卡型双通带电可调微波滤波器
CN104505562A (zh) 具有良好阻带特性的微带超宽带带通滤波器
CN103259068B (zh) 一种基片集成波导毫米波带通滤波器及其改进方法
CN105304979A (zh) 基于siw的三模三通带微波滤波器
CN203339280U (zh) 一种小型化基片集成波导双工器
Inoue et al. A super-compact dual-band Wilkinson power divider composed of multi-layered CRLH transmission lines
CN204130666U (zh) 一种应用于wlan***的基片集成波导带通滤波器
CN106876855A (zh) 一种小型化微带宽带功合器
CN203895577U (zh) 基于三分之一等边三角形基片集成波导的带通滤波器
Zou et al. Design of an X-band symmetrical window bandpass filter based on substrate integrated waveguide
CN106207323A (zh) 微带与基片集成波导混合结构的双工器
CN203085714U (zh) 源和负载直接耦合的基片集成波导滤波器
Skaik et al. Design of diplexers for E-band communication systems
CN210296585U (zh) 基于共面波导的单腔双频带微波滤波器
CN103000978A (zh) 一种新型对称功分比微带线三路功分器
CN103094656A (zh) Siw电桥

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20160504

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication