新SIW方形腔体双膜滤波器的设计

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根据多模激励的单腔体谐振器原理以及基片集成波导(SIW)高Q值、低损耗、大功率容量的特点，提出了一种新的SIW方形腔体双膜滤波器的设计方法。该方 法 通过在SIW腔体两个对称角上切角作为微扰来使简并模式分离并产生耦合，从而形成了中心频率在 4．95GHz的窄带带通滤波器，并最终采用直接过渡方式实现了SIW到微带的转换。
       
        SIW的双膜谐振器具有一对简并模式，可以通过对谐振器加入微扰单元来使这两个简并模式分离，因此，经过扰动后的谐振器可以看作一个双调谐电路。分离的 简并模式产生耦合后，会产生两个极点和一个零点。所以，双膜滤波器在减小尺寸的同时，也增加了阻带衰减。而且还可以实现较窄的百分比带宽。可是，双膜滤波 器又有功率损耗高、插入损耗大的缺点。为此，本文提出了一种新型SIW腔体双膜滤波器的设计方法。
       
        该SIW的大功率容量、低插入损耗特性正好可以对双膜滤波器的固有缺点起到补偿作用。而且输入／输出采用直接过渡的转换结构，也减少了耦合缝隙的损耗。l 双膜谐振原理及频率调节
       
        SIW是一类新型的人工集成波导，它是通过在平面电路的介质层中嵌入两排金属化孔构成的，这两排金属化孔构成了波导的窄壁，图1所示是基片集成波导的结构示意图。这类平面波导不仅容易与微波集成电路(MIC)以及单片微波集成电路(MMIC)集成，而且，SIW还继承了传统矩形波导的品质因数高、辐射损 耗小、便于设计等优点。
         
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        2 双膜滤波器的实现与仿真
       
        图4所示是双膜SIW腔体带通滤波器的结构示意 图。在谐振腔的对角线上挖去两个相同的立方体，输入／输出采用直接过渡的转换结构。滤波器选用 Rogers RO3010作为介质基板，其相对介电常数&epsilon;r=10．2，损耗角正切tan d为0．0035；谐振腔长度a为21．5 mm，宽b为21．5 mm，高h为0．5mm；切去的立方体边长cw为2．2 mm；中心馈线的宽度tw为0．72 mm。输入／输出采用无缝耦合的直接转换结构，这样可减少输入／输出结构的耦合损耗。
         
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