基片集成波導(dǎo)雙通帶濾波器的分析和設(shè)計(jì)

　　在現(xiàn)代微波無線通信系統(tǒng)中，濾波器和雙工器等無源器件有著十分重要的作用。如果采用傳統(tǒng)的金屬波導(dǎo)、微帶線或者共面波導(dǎo)來設(shè)計(jì)，不是造價(jià)昂貴就是很難達(dá)到所要求的技術(shù)指標(biāo)。另一方面，隨著微波毫米波集成電路的迅速發(fā)展，這些傳統(tǒng)的微波電路結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代無線通信對微波元器件小型化、集成化的要求。基片集成波導(dǎo)（Substrate Integrated Waveguide）通過周期性金屬通孔實(shí)現(xiàn)了的類波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，繼承了傳統(tǒng)波導(dǎo)器件高品質(zhì)因數(shù)和大功率容量等優(yōu)良特性，被廣泛應(yīng)用于設(shè)計(jì)各種微波和毫米波器件，同時(shí)基片集成波導(dǎo)還具有易于加工、造價(jià)低和容易集成的優(yōu)點(diǎn)。

　　為了產(chǎn)生傳輸零點(diǎn)，目前很多濾波器的設(shè)計(jì)采用交叉耦合的形式，極點(diǎn)提取技術(shù)與其相比，優(yōu)勢主要體現(xiàn)在衰減極點(diǎn)頻率的可控性，簡化了濾波器的結(jié)構(gòu)，降低了復(fù)雜結(jié)構(gòu)帶來的敏感性，而且降低了濾波器調(diào)諧和加工的難度。本文利用極點(diǎn)提取技術(shù)和耦合矩陣方法，提出了一種新型結(jié)構(gòu)的基片集成波導(dǎo)雙通帶濾波器。該濾波器采用單一諧振腔提取衰減極點(diǎn)，利用一個(gè)濾波器結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)雙通帶響應(yīng)，仿真結(jié)果顯示兩個(gè)通帶形成很高的隔離度，通帶內(nèi)回波損耗很小。該濾波器諧振腔采用三角形SIW諧振腔，整個(gè)濾波器構(gòu)成一個(gè)六邊形，結(jié)構(gòu)緊湊，有效的減小了濾波器的尺寸。

　　等效電路分析以六腔濾波器為例，等效電路如圖1所示，第二腔和第六腔作為吸收回路提取衰減極點(diǎn)，衰減極點(diǎn)的位置就是第二、六腔諧振的位置，因此衰減極點(diǎn)的位置可任意確定，這使極點(diǎn)提取技術(shù)的應(yīng)用有了很大的靈活性，利用一個(gè)濾波器結(jié)構(gòu)，就可以實(shí)現(xiàn)兩種不同響應(yīng)類型的濾波器：其一，衰減極點(diǎn)在通帶外，可以設(shè)計(jì)帶外有傳輸零點(diǎn)的帶通濾波器，以增強(qiáng)帶外抑制;其二，衰減極點(diǎn)在通帶內(nèi)部，可以設(shè)計(jì)雙通帶濾波器。本文提出的濾波器第一、三、四、五腔構(gòu)成一個(gè)帶通濾波器結(jié)構(gòu)，而第二、六腔提取的衰減極點(diǎn)在通帶內(nèi)部，由此形成一個(gè)雙通帶結(jié)構(gòu)。