一種傳輸零點位置獨立可控的HMSIW濾波器制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種傳輸零點位置獨立可控的HMSIW濾波器，包括第一HMSIW腔體、第二HMSIW腔體、SIW腔體、第一金屬化微擾通孔對或第一槽線、第二金屬化微擾通孔對或第二槽線、第一耦合窗、第二耦合窗、第一饋電微帶線、第二饋電微帶線。其利用HMSIW矩形腔體的TE

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種傳輸零點位置獨立可控的HMSIW濾波器
本專利技術(shù)屬于微波
，涉及一種HMSIW濾波器，尤其涉及一種傳輸零點位置獨立可控的HMSIW濾波器。
技術(shù)介紹
現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)要求濾波器具有尺寸小、插入損耗低、頻率選擇性高和阻帶抑制度高等特點。基片集成波導(dǎo)(SIW)由于其低損耗、低成本、易加工和易集成等優(yōu)點在濾波器設(shè)計中獲得了廣泛的應(yīng)用。但相較于微帶或共面波導(dǎo)(CPW)濾波器而言，SIW濾波器的尺寸偏大。因此，半模基片集成波導(dǎo)(HMSIW)濾波器應(yīng)運而生，能夠獲得將近一半的尺寸縮減。但是，傳統(tǒng)的HMSIW濾波器響應(yīng)中缺乏足夠的傳輸零點，導(dǎo)致濾波器的頻率選擇性和阻帶抑制度不夠。為了引入傳輸零點，主要存在以下三種方法：第一，在非相鄰諧振器之間或源與負(fù)載之間引入交叉耦合或源-負(fù)載耦合，以構(gòu)造物理上具有一定相位差的多徑耦合，從而在濾波器的通帶附近引入傳輸零點，但傳輸零點的位置受很多參數(shù)的影響，調(diào)控過程十分復(fù)雜；第二，在兩個相鄰的諧振器之間實現(xiàn)混合電、磁耦合，構(gòu)建雙重電磁耦合路徑，進而引入傳輸零點，且其位置可以通過調(diào)節(jié)電、磁耦合分量的相對大小進行控制，但在此過程中總的耦合系數(shù)大小也發(fā)生了變化，從而影響了濾波器的帶寬；第三，利用同一個諧振腔中的多個諧振模式構(gòu)建多個傳輸極點，從而實現(xiàn)多模濾波器，這種方法雖然也能產(chǎn)生位置可控的傳輸零點，但濾波器的帶寬受到一定的限制。此外，還有一種產(chǎn)生傳輸零點的方法是利用雙模SIW圓形諧振腔中一個TM110模構(gòu)建傳輸極點，而用另一個TM110模構(gòu)建傳輸零點，通過調(diào)節(jié)該TM110模的諧振頻率可以控制該傳輸零點的位置。但是，SIW全模腔體的使用使得濾波器尺寸偏大，而且傳輸零點只能位于濾波器的上阻帶，限制了濾波器的應(yīng)用。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種傳輸零點位置獨立可控的HMSIW濾波器，利用HMSIW矩形腔體的TE301和TE102模分別構(gòu)建濾波器的傳輸極點和傳輸零點，通過在HMSIW腔體中引入一對金屬化通孔或一段槽線可以有效控制傳輸零點的位置，同時保持濾波器的帶寬。本專利技術(shù)采用如下技術(shù)方案：一種傳輸零點位置獨立可控的HMSIW濾波器，包括：兩個HMSIW腔體、位于兩個HMSIW腔體之間的SIW腔體；兩個HMSIW腔體的開路端朝向相反，且兩個HMSIW腔體的各自與開路端相對的側(cè)壁為與SIW腔體共用側(cè)壁；其中，所述兩個HMSIW腔體與SIW腔體的共用側(cè)壁各自分別開有一耦合窗；所述耦合窗所在位置無金屬化通孔設(shè)置；所述兩個HMSIW腔體的開路端各自設(shè)有一饋電微帶線，且饋電微帶線與HMSIW腔體和SIW腔體的共用側(cè)壁垂直的HMSIW濾波器中心線錯開設(shè)置；所述兩個HMSIW腔體各自分別設(shè)有一傳輸零點調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)；所述傳輸零點調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)采用一對金屬化微擾通孔，或一槽線；所述的一對金屬化微擾通孔關(guān)于與HMSIW腔體和SIW腔體的共用側(cè)壁垂直的HMSIW濾波器中心線軸對稱設(shè)置；金屬化微擾通孔與所在HMSIW腔體與SIW腔體的共用側(cè)壁的距離為該HMSIW腔體長度的三分之二；所述槽線所在直線與位于與HMSIW腔體和SIW腔體的共用側(cè)壁垂直的HMSIW濾波器中心線重合；作為優(yōu)選，槽線的寬度WS<0.8mm；兩個HMSIW腔體的TE301模和SIW腔體的TE101模用以構(gòu)建濾波器的傳輸極點，它們的諧振頻率等于濾波器的中心頻率；HMSIW腔體的長度LH與寬度WH的關(guān)系為且LH需滿足使得HMSIW腔體的TE301模的諧振頻率等于濾波器通帶的中心頻率；SIW腔體的長度Ls需滿足使得SIW腔體的TE101模的諧振頻率等于濾波器通帶的中心頻率；作為優(yōu)選，耦合窗位于HMSIW腔體與SIW腔體的共用側(cè)壁的中心；作為優(yōu)選，兩個HMSIW腔體和SIW腔體的側(cè)壁均由周期性排列的金屬化通孔構(gòu)成；作為優(yōu)選，饋電微帶線的特征阻抗為50歐姆，兩饋電微帶線與HMSIW腔體和SIW腔體的共用側(cè)壁垂直的HMSIW濾波器中心線的距離分別為S1和S2。作為優(yōu)選，兩個HMSIW腔體的尺寸相同。作為優(yōu)選，兩個耦合窗的寬度相同。作為優(yōu)選，SIW腔體的寬度與兩個HMSIW腔體的寬度相同，均為WH。本專利技術(shù)利用HMSIW腔體的TE301模構(gòu)建濾波器的傳輸極點，同時利用TE102模在濾波器的阻帶構(gòu)建傳輸零點；調(diào)節(jié)饋電微帶線錯開的距離，可以控制濾波器的外部有載品質(zhì)因數(shù)；改變耦合窗的寬度，可以控制濾波器內(nèi)部耦合系數(shù)的大??；金屬化微擾通孔對與兩個HMSIW腔體共用側(cè)壁的距離DZ1、DZ2，用于調(diào)控TE102模的諧振頻率，從而改變傳輸零點在濾波器上阻帶的位置，同時保持濾波器的帶寬不變。兩個HMSIW腔體內(nèi)槽線的長度LS1、LS2，用于調(diào)控TE102模的諧振頻率，從而改變傳輸零點在濾波器下阻帶的位置，同時保持濾波器的帶寬不變。具體工作原理：對于HMSIW矩形腔體，當(dāng)時，TE301模和TE102模的頻率相等。當(dāng)饋電微帶線偏離HMSIW腔體開路端的中心時，可以在腔體中同時激勵出TE301和TE102模。在HMSIW腔體z軸向側(cè)壁的中心，TE301模的磁場強度最高，而TE102模的磁場強度為零。因此，在該處開啟耦合窗時，TE301模能夠順利通過，可用于構(gòu)建濾波器的傳輸極點，而TE102模則無法通過，可用于構(gòu)建濾波器的傳輸零點。根據(jù)TE301和TE102模的電場分布可知，在距離HMSIW腔體z軸向側(cè)壁三分之二個HMSIW腔體長度的位置，TE301模的電場強度為零，而TE102模的電場強度不為零。因此，在該處沿z軸方向?qū)ΨQ地嵌入一對金屬化通孔時，TE301的電場分布和諧振頻率不受影響，而TE102模的諧振頻率則會增加。通過增加金屬化微擾通孔對與HMSIW腔體x軸向兩側(cè)壁的距離，可以控制TE102模的諧振頻率，進而改變由TE102模引入的傳輸零點的位置。同時，由于TE301模的電場分布和諧振頻率不變，因此濾波器的帶寬保持不變。根據(jù)TE301和TE102模在HMSIW腔體上表面的電流分布可知，在HMSIW腔體開路端的中心處，TE301模的電流方向沿著z軸方向，TE102模的電流方向沿x軸方向。因此，在該處沿z軸方向設(shè)置槽線時，TE301模的電流路徑和諧振頻率不受影響，而TE102模的諧振頻率則會降低，進而改變由TE102模引入的傳輸零點位置；同時，由于TE301模的電場分布和諧振頻率不變，因此濾波器的帶寬保持不變。本專利技術(shù)具有以下優(yōu)點：(1)具有三個傳輸零點，且第一、第二傳輸零點的位置獨立可調(diào)，提高了濾波器的頻率選擇性和阻帶抑制度；(2)第一、第二傳輸零點既可位于濾波器的上阻帶，也可位于濾波器的下阻帶，使得濾波器的設(shè)計更加靈活；(3)在調(diào)控第一、第二傳輸零點位置的同時，不改變?yōu)V波器的帶寬，極大地方便了濾波器的設(shè)計；(4)使用HMSIW腔體，減小了濾波器的尺寸；附圖說明圖1是本專利技術(shù)技術(shù)方案一(以傳輸零點調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)采用一對金屬化微擾通孔為本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
1.一種傳輸零點位置獨立可控的HMSIW濾波器，其特征在于包括：/n兩個HMSIW腔體；/n位于兩個HMSIW腔體之間的SIW腔體；兩個HMSIW腔體的開路端朝向相反，且兩個HMSIW腔體的各自與開路端相對的側(cè)壁為與SIW腔體共用側(cè)壁；/n其中，/n所述兩個HMSIW腔體與SIW腔體的共用側(cè)壁各自分別開有一耦合窗；/n所述兩個HMSIW腔體的開路端各自設(shè)有一饋電微帶線，且饋電微帶線與HMSIW腔體共用側(cè)壁垂直的HMSIW濾波器中心線錯開設(shè)置；/n所述兩個HMSIW腔體各自分別設(shè)有一傳輸零點調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)；/n所述傳輸零點調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)采用一對金屬化微擾通孔，或一槽線；/n兩個HMSIW腔體的TE

【技術(shù)特征摘要】
1.一種傳輸零點位置獨立可控的HMSIW濾波器，其特征在于包括：
兩個HMSIW腔體；
位于兩個HMSIW腔體之間的SIW腔體；兩個HMSIW腔體的開路端朝向相反，且兩個HMSIW腔體的各自與開路端相對的側(cè)壁為與SIW腔體共用側(cè)壁；
其中，
所述兩個HMSIW腔體與SIW腔體的共用側(cè)壁各自分別開有一耦合窗；
所述兩個HMSIW腔體的開路端各自設(shè)有一饋電微帶線，且饋電微帶線與HMSIW腔體共用側(cè)壁垂直的HMSIW濾波器中心線錯開設(shè)置；
所述兩個HMSIW腔體各自分別設(shè)有一傳輸零點調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)；
所述傳輸零點調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)采用一對金屬化微擾通孔，或一槽線；
兩個HMSIW腔體的TE301模和SIW腔體的TE101模用以構(gòu)建濾波器的傳輸極點，兩個HMSIW腔體的諧振頻率等于濾波器的中心頻率；HMSIW腔體的長度LH與寬度WH的關(guān)系為且LH滿足使得HMSIW腔體的TE301模的諧振頻率等于濾波器通帶的中心頻率；SIW腔體的長度Ls滿足使得SIW腔體TE101模的諧振頻率等于濾波器通帶的中心頻率。


2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種傳輸零點位置獨立可控的HMSIW濾波器，其特征在于所述耦合窗所在位置無金屬化通孔設(shè)置；耦合窗位于HMSIW腔體與SIW腔體的共用側(cè)壁的中心。


3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種傳輸零點位置獨立可控的HMSIW濾波器，其特征在于第一HMSIW腔體、SIW腔體、第二HMSIW腔體的側(cè)壁均由周期性排列的金屬化通孔構(gòu)成。


4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種傳輸零點位置獨立可控的HMSIW濾波器，其特征在于饋電微帶線的特征阻抗為50歐姆，兩饋電微帶線與HMSIW腔體和SIW腔體的共用側(cè)壁垂直的HMSIW濾波器中心線距離分別為S1和S...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：朱舫，吳云飛，趙鑫，羅國清，
申請(專利權(quán))人：杭州電子科技大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：浙江;33