蝶型槽基片集成波导带通滤波器.pdf

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1、第３４卷第６期重庆大学学报Ｖｏｌ．３４Ｎｏ．６２０１１年６月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＪｕｎ．２０１１文章编号：１０００－５８２Ｘ（２０１１）０６－１２７－０５蝶型槽基片集成波导带通滤波器陈世勇，陈凯让（重庆大学通信工程学院，重庆４０００４４）摘要：利用基片集成波导的高通传输特性以及蝶型光子带隙结构的阻带特性，构建了一种新型结构的基片集成波导带通滤波器．为了验证该想法，设计了１个中心频率为４．６５ＧＨｚ，分数带宽为４０％的滤波器，电磁仿真结果表明该滤波器在频率为３．７１～５．６ＧＨｚ范围内具有明显的通带特性，带内最大

2、插入损耗约为０．４ｄＢ．利用ＰＣＢ工艺制作了该滤波器的实物，使用矢量网络分析仪对其进行了测试，测试结果表明该滤波器的通带为３．７８～５．７６ＧＨｚ，分数带宽约为４１％，带内最小插入损耗为０．７２ｄＢ，最大插入损耗为１．６５ｄＢ．电磁仿真结果和实际测试结果较一致。关键词：基片集成波导；光子带隙结构；带通滤波器中图分类号：ＴＮ７１３文献标志码：ＡＳｕｂｓｔｒａｔｅｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｗａｖｅｇｕｉｄｅｂａｎｄｐａｓｓｆｉｌｔｅｒｂａｓｅｄｏｎｂｕｔｔｅｒｆｌｙｒａｄｉａｌｓｌｏｔＣＨＥＮＳｈｉ－ｙｏｎｇ，ＣＨＥＮＫａｉ－ｒａｎｇ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅｏ

3、ｆＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００４４，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎｏｖｅｌｂｒｏａｄｂａｎｄｓｕｂｓｔｒａｔｅｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｗａｖｅｇｕｉｄｅｂａｎｄｐａｓｓｆｉｌｔｅｒｗａｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｈｉｇｈｐａｓｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｓｕｂｓｔｒａｔｅｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｗａｖｅｇｕｉｄｅ（ＳＩＷ）ａｎｄｔｈｅｂａｎｄｓｔｏｐｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｂｕｔｔｅｒｆｌｙｒａｄｉａｌｓｌｏｔｐｈｏｔｏｎｉｃｂａｎｄ

4、ｇａｐ（ＰＢＧ）ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｖｅｒｉｆｙｔｈｉｓｉｄｅａ，ａｗｉｄｅｂａｎｄｂａｎｄｐａｓｓｆｉｌｔｅｒｗｉｔｈ４．６５ＧＨｚｃｅｎｔｅｒｆｒｅｑｕｅｎｃｙａｎｄ４０％ｆｒａｃｔｉｏｎａｌｂａｎｄｗｉｄｔｈｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｇｏｏｄｐａｓｓｂａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｆｒｏｍ３．７１ｔｏ５．６ＧＨｚ，ｗｈｉｌｅｔｈｅｍａｘｉｍｕｎｉｎｓｅｒｔｉｏｎｌｏｓｓｉｓａ－ｂｏｕｔ０．４０ｄＢ．Ａｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｆｉｌｔｅｒｐｒ

5、ｏｔｏｔｙｐｅｗａｓｆａｂｒｉｃａｔｅｄｗｉｔｈｓｔａｎｄａｒｄＰＣＢｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｍｅａｓｕｒｅｄｂｙｔｈｅｖｅｃｔｏｒｎｅｔｗｏｒｋａｎａｌｙｚｅｒ．Ｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｄｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔ，ｆｏｒｔｈｅｆｉｌｔｅｒｐｒｏｔｏｔｙｐｅ，ｔｈｅｐａｓｓｂａｎｄｉｓｆｒｏｍ３．７８ＧＨｚｔｏ５．７６ＧＨｚ，ｔｈｅｆｒａｃｔｉｏｎａｌｂａｎｄｗｉｄｔｈｉｓａｂｏｕｔ４１％，ｔｈｅｍｉｎｉｍａｌｉｎｓｅｒｔｉｏｎｌｏｓｓｉｓａｂｏｕｔ０．７２ｄＢａｎｄｔｈｅｍａｘｉｍｕｎｉｎｓｅｒｔｉｏｎｌｏｓｓｉｓ１．６５．ｄＢＴｈｅｍｅａｓｕｒ

6、ｅｄｒｅｓｕｌｔｓａｒｅｉｎｇｏｏｄａｇｒｅｅｍｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｓｉｍ－ｕｌａｔｅｄｒｅｓｕｌｔｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｕｂｓｔｒａｔｅｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｗａｖｅｇｕｉｄｅ；ｐｈｏｔｏｎｉｃｂａｎｄｇａｐ；ｂａｎｄｐａｓｓｆｉｌｔｅｒ基片集成波导由于具有较高的品质因数、易于的３倍，并且小于工作频率导播波长的１／１０，就可和其他平面电路集成等特点被广泛的应用于微波、以防止电磁波从基片侧面辐射，从而将电磁能量的毫米波无源电路的设计之中。基片集成波导通常是绝大部分束缚在导行系统中，便于电磁波定向传［１－５］利用基片的上下金属板和两排间隔一定距离的

7、金属播。基片集成波导相当于内部填充了介质的矩通孔构成，通孔之间的间距只要满足小于通孔直径形金属波导，因此采用普通矩形波导实现的电路结收稿日期：２０１０－１０－０７基金项目：国家自然科学基金资助项目（５０９７５３０１）作者简介：陈世勇（１９７５－），男，重庆大学博士，主要从事射频电路方向的研究，（Ｔｅｌ）０２３－６５１０３５４４；（Ｅ－ｍａｉｌ）ｃｈｅｎｓｙ＠ｃｑｕ．ｅｄｕ．ｃｎ。１２８重庆大学学报第３４卷构基本上可以用基片集成波导来实现。集成波导滤ｄ为金属通孔直径，ｗ为相邻金属通孔的中心距离，波器的宽带化、小型化成为电路设计中的研究热点。ｃ为２排

8、通孔的中心距离，即基片集成波导的宽度，早期研究人员通过在集成波导中插入改变其宽度的ｈ为基片的厚度。由于介质基板的地、信号层以及销钉实现电