1 导言
在现代微波无线通信体系中，滤波器和双工器等无源器材有着十分重要的效果。假如选用传统的金属波导、微带线或许共面波导来规划，不是造价贵重便是很难到达所要求的技能目标。另一方面，跟着微波毫米波集成电路的迅速发展， 这些传统的微波电路结构现已不能适应现代无线通信对微波元器材小型化、集成化的要求。基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide)通过周期性金属通孔完成了的类波导结构，承继了传统波导器材高品质因数和大功率容量等优秀特性，被广泛使用于规划各种微波和毫米波器材，一起基片集成波导还具有易于加工、造价低和简单集成的长处。
为了发生传输零点，现在许多滤波器的规划选用交叉耦合的方式，极点提取技能与其比较，优势首要体现在衰减极点频率的可控性，简化了滤波器的结构，降低了杂乱结构带来的敏感性，并且降低了滤波器调谐和加工的难度。本文使用极点提取技能和耦合矩阵办法，提出了一种新式结构的基片集成波导双通带滤波器。该滤波器选用单一谐振腔提取衰减极点，使用一个滤波器结构完成双通带呼应，仿真成果显现两个通带构成很高的阻隔度，通带内回波损耗很小。该滤波器谐振腔选用三角形SIW谐振腔，整个滤波器构成一个六边形，结构紧凑，有用的减小了滤波器的尺度。
2 等效电路剖析
以六腔滤波器为例，等效电路如图1所示，第二腔和第六腔作为吸收回路提取衰减极点，衰减极点的方位便是第二、六腔谐振的方位，因而衰减极点的方位可任意确认，这使极点提取技能的使用有了很大的灵活性，使用一个滤波器结构，就能够完成两种不同呼应类型的滤波器：其一，衰减极点在通带外，能够规划带外有传输零点的带通滤波器，以增强带外按捺;其二，衰减极点在通带内部，能够规划双通带滤波器。本文提出的滤波器榜首、三、四、五腔构成一个带通滤波器结构，而第二、六腔提取的衰减极点在通带内部，由此构成一个双通带结构。
图1 双通带滤波器等效电路
为了验证该规划办法的可行性，规划了一个双通带滤波器。规划目标为：两个通带为9.6-9.85GHz和10.15-10.4GHz,通带插损小于0.5dB，回波损耗小于-15dB，两通带阻隔小于-20dB。原理电路如图1所示。由文献[7]给出的办法核算出各腔之间的耦合系数和外部Q值，数据如下。在microwave office中进行电路级仿真，成果如图2所示，得到了料想中的波形，验证了该规划办法的可行性。
3 滤波器规划
3.1 三角形SIW腔体的研讨
与长方形SIW腔体比较，等边三角形SIW腔体具有其本身的特色与性质。本文提出的滤波器与中介绍的滤波器相同由六个谐振腔构成，与中选用长方形SIW腔体不同的是，本文所介绍的滤波器选用等边三角形SIW腔体，因为这一改变，占空比显着减小，有用的使用了空间，完成了滤波器的小型化。
图2 电路级仿真成果
等边三角形SIW腔体磁场散布如图3所示，磁场是盘绕三角形中心的关闭曲线。文献[9]给出了核算正方形和圆形SIW腔体主模谐振频率的公式，而等边三角形SIW腔体主模频率表可由式(1)得到：
(1)
公式(1)中，F为三角形谐振腔主模谐振频率，c为真空中的光速，为介质相对介电常数，L为等边三角形边长。
图3 等边三角形SIW腔体磁场散布
为验证核算公式，咱们选取一组不同边长的等边三角形SIW腔体进行实验。表1为使用公式(1)求得的频率与使用CST MICROWAVE STUDIO仿真得到的频率的比较。成果显现，公式核算得到的频率与仿真得到的频率符合较好，验证了等边三角形SIW腔体主模频率计算公式的正确性。
表1
3.2 滤波器仿真与测验成果
图4 滤波器结构图
表2 滤波器物理结构尺度(单位：mm)
为了验证规划办法的有用性，规划了一个x波段基片集成波导双通带滤波器。选用相对介电常数为2.65和厚度1mm的介质板，金属通孔直径0.5mm，孔距离1mm，图4为滤波器结构图。其间a为50欧姆导带宽度，b、c、d决议了滤波器的外部Q值， L1、L2、L3分别为榜首、二、三腔的边长，决议各腔体的谐振频率，S12、S13、S34分别为相邻2腔耦合孔的巨细，决议相邻两腔耦合的强弱。最终通过CST M%&&&&&%ROWAVE STUDIO仿真优化后，可得到滤波器的物理尺度，如表2所示，滤波器结构左右对称。仿真成果如图5所示。
图5 CST仿真成果
4 定论
本文提出了一种新式的基片集成波导双通带滤波器，并给出了详细的规划过程。侧重研讨了等边三角形SIW腔体的特性，给出了等边三角形SIW腔体主模频率核算公式，通过仿真验证核算成果较为精确。仿真了一个根据三角形SIW腔体的双通带滤波器，该滤波器两个通带之间有很高的阻隔度，带内插损较小，仿真成果杰出。这种滤波器结构紧凑，有用的使用了空间，完成了滤波器的小型化。
