提出了一種新型毫米波雙通帶基片集成波導（SIW）濾波器,該濾波器由雙�；刹▽Ш碗p模帶線諧振器構(gòu)成。其中雙模帶線諧振器嵌入到雙模基片集成波導諧振腔中,不占據(jù)額外的電路面積,利用雙模帶線諧振器的TEM模和雙�；刹▽еC振腔的兩個簡并模式TE₁₀₂、TE₂₀₁,可分別形成兩個相互獨立的通帶,因此該濾波器的設計具有很大的靈活性。所設計的雙通帶濾波器具有三個傳輸零點,實現(xiàn)了良好的帶外抑制和帶間隔離度。該雙通帶濾波器工作于28.4GHz和32.2GHz, 3dB帶寬分別為2%和3%。最終的測試結(jié)果和仿真結(jié)果相吻合,證明了該設計方法的可靠性。 

【文章來源】：微波學報. 2020,36(02)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

混合基片集成波導俯視圖和側(cè)視圖

為研究所提雙通帶濾波器的傳輸特性,對該結(jié)構(gòu)進行電磁仿真,其中雙模帶線諧振器采用弱耦合(S=0.15 mm),圖4(a)所示模型其它參數(shù)如下:W50=1.9,W1=1.7, L1=1,T=1.76,D1=0.4,D2=0.4,D3=0.7,L2=3.4,P=0.7,W2=0.2,W11=0.2,L11=3,L33=0.5,W22=0.9,L=7,W4=6,W3=2.8;單位都是mm。圖5給出了該雙通帶濾波器傳輸系數(shù)S21隨著雙模帶線諧振器加載枝節(jié)長度L22的變化曲線,可以看出,隨著L22的增大,雙模帶線的偶模頻率feven 往下頻帶移動,奇模頻率fodd和上通帶幾乎保持不變,從而可以從側(cè)面證實兩個通帶設計的獨立性。除此之外,從圖中可以看出,當偶模頻率大于奇模頻率時(L22=0.5 mm),濾波器的帶外抑制非常差;當偶模頻率小于奇模頻率時(L22=0.68mm),在下通帶的下阻帶和上阻帶分別引入了額外的傳輸零點TZ1和TZ2,這是由于本文提出的濾波器存在4條耦合路徑,根據(jù)信號的多路徑傳輸原理,當不同路徑上的傳輸信號在某一個頻點幅度相同相位相反時,可以產(chǎn)生傳輸零點。 改變加載枝節(jié)的長度L22,主要影響帶線諧振器偶模的頻率和相位,當feven<fodd時,有更多的耦合路徑滿足多路徑耦合產(chǎn)生傳輸零點的條件,因此在下通帶的兩側(cè)各引入了一個傳輸零點。此外,由上文分析可知,上通帶右側(cè)的傳輸零點TZ3是通過TE102和TE201模式交叉耦合產(chǎn)生的。所設計的兩個通帶的耦合系數(shù)可由式(5)計算:

為了驗證設計方法的正確性,基于多層PCB工藝,加工了本文所提濾波器,圖7所示為加工實物圖,其尺寸為11 mm×10 mm (不包括輸入輸出端口),即1.4λg×1.28λg,其中,λg是28.4 GHz處的波導波長。用Agilent N5251A矢量網(wǎng)絡分析儀測試了該濾波器的S參數(shù),圖8所示為其仿真與測試S參數(shù)曲線圖,可以看出,測試結(jié)果和仿真結(jié)果相吻合。下通帶和上通帶測量的最小帶內(nèi)插損為2 dB和1.5 dB,通帶內(nèi)的回波損耗要優(yōu)于20 dB和26 dB。除此之外,三個傳輸零點位于28 GHz、30 GHz 和33 GHz,由于傳輸零點的引入,兩個通帶之間的隔離度要優(yōu)于40 dB,這表明該濾波器能夠更好地抑制通帶間干擾。由于加工誤差和測試接頭有一定插損,測試結(jié)果和仿真結(jié)果存在一定偏差。盡管如此,該設計仍然體現(xiàn)了較好的頻率選擇性與帶外抑制性。圖8 濾波器仿真及測試結(jié)果

【參考文獻】：
期刊論文
[1]E型可調(diào)多枝節(jié)SIR雙通帶濾波器[J]. 吳奕霖,王新懷.  微波學報. 2016(S1)



本文編號：3280661