基于电磁混合耦合的SIW宽阻带带通滤波器设计

为实现阻带一段范围内依然具有良好的抑制能力,提出了电磁混合耦合的基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide,SIW)宽阻带带通滤波器(Bandpass Filter,BPF)。根据模式的本征抑制和电磁混合耦合理论,合理地设置外部馈电端口、内部耦合窗口及内部耦合圆孔阵列,抑制了频率低于TE_(105)和TE_(501)之前的所有高次模,并且使得工作模式TE101电耦合很好地传输。仿真与实测结果均显示,该滤波器的中心频率f_(0)=5.94 GHz,插入损耗为−3.46 dB,相对带宽为2.44%,当阻带宽度延伸至3.85 f0时,抑制深度优于20 dB。与经典的四阶SIW宽阻带带通滤波器相比,拥有相同的带宽时,该双层层叠的方式更加紧凑,有利于集成到微波电路系统中。

改进的电磁混合耦合SIW超宽阻带滤波器设计

为了提升滤波器的阻带性能,提出了一种改进的电磁混合耦合基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide,SIW)超宽阻带滤波器的设计。首先,利用模式的本征抑制和电磁混合耦合方法,合理地设置外部馈电端口、内部耦合窗口及内部耦合圆孔阵列,抑制了频率低于TE105和TE501的所有高次模;其次,利用耦合槽的偏移,在中间金属层侧壁中心约为1/10腔体宽度处刻蚀耦合槽,可同时抑制TE105和TE501以及TE305和TE503模的耦合;最后,仿真结果显示,该滤波器的中心频率f0=5.94GHz,相对带宽为3.37%,插入损耗为2.29 dB,回波损耗优于17.1 dB。当阻带宽度延伸至4.85f0时,抑制深度优于20 dB。综上,探讨了基片集成波导超宽阻带滤波器的宽阻带抑制,有效延伸了阻带宽度,为移动通信系统进一步提升抗干扰性能奠定了技术基础。

基于微扰通孔法实现SIW宽阻带带通滤波器的设计

在单层结构中,滤波器采用直角耦合方式往往会破坏高次模TE102/TE201场的分布特性,导致场产生恶化,从而影响抑制效果。针对此问题,提出了加载金属微扰通孔的方法扰动场的分布特性,从而修复模式的本征抑制,最终抑制了TE102/TE201模的谐波通带。基于此方法,研究了二阶基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide,SIW)带通滤波器的阻带宽度延伸及带外抑制优化的设计,中心频率f_(0)=9 GHz,相对带宽FBW为2.44%,插入损耗低于1.3 dB,回波损耗优于20 dB,阻带延伸至18.93 GHz时,带外抑制优于20 dB。最后,分别设计、制作了三阶、四阶SIW带通滤波器进行实物验证,实测的阻带宽度均超过2.05f0,且抑制深度均优于30 dB,验证了该设计方法的可行性和准确性。