八分之一模基片集成波导滤波器的研究与应用

作     者：陆潇涵 

作者单位：东南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：朱晓维

授予年度：2021年

学科分类：080902[工学-电路与系统] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 

主      题：基片集成波导(SIW) 八分之一模技术(EMSIW) 多层结构 小型化 

摘      要：随着现代移动通信的发展,滤波器作为射频系统中极为重要的一环,近些年受到了更多的重视,尤其是在5G通信飞速发展的阶段,在系统集成上需要大量的小型化、易于集成的滤波器来满足不同工作频段的需求。基片集成波导（Substrate Integrated Waveguide,SIW）集成度高、尺寸小、Q值高和损耗低、热稳定性好等优点,已被广泛地应用于微波、毫米波电路的设计中。为了更好地实现滤波器的小型化,本文以SIW的多种分割结构以及多层结构为基础,研制了多款不同结构的带通滤波器以及双工器,可应用于5G通信系统收发信机中实现电路的小型化。论文的主要内容如下:（1）将八分之一模基片集成波导谐振腔（EMSIW）与四分之一模基片集成波导谐振腔（QMSIW）组合,采用两种不同的QMSIW切割方式,分别与EMSIW进行组合,研制了两款单层三阶的带通滤波器,并在该结构的基础上增加源与负载的耦合提高滤波器的频带选择性。测试结果表明,两款滤波器的中心频率分别为3.66GHz和4.93GHz,3d B带宽分别为450MHz和650MHz,最小插入损耗分别为-1.36d B和-1.5d B,回波损耗分别低于-17d B和-12d B。相较于传统全模基片集成波导滤波器电路尺寸减小了83.3%。（2）研制了八分之一模基片集成波导（EMSIW）双层结构滤波器,该滤波器由双层四阶EMSIW谐振腔组成,顶层与底层EMSIW谐振腔之间通过扇形窗口进行耦合。测试结果表明,此款滤波器的中心频率为3.52GHz,3d B带宽为390MHz,最小插入损耗为-2.06d B,回波损耗小于-10d B,传输零点拟合情况较好。与传统全模基片集成波导滤波器相比,电路尺寸结构减小了87.5%。（3）将半模基片集成波导（HMSIW）和四分之一模基片集成波导（QMSIW）组合,采用了两种不一样的耦合方式进行腔体之间的耦合,研制了两款不同工作频率的带通滤波器,测试结果表明,中心频率分别为9.07GHz和11.2GHz,3d B带宽分别为1.15GHz和1.37GHz,最小插入损耗分别为-1.5d B和-1.4d B,回波损耗分别小于-12d B和-18d B。将这两个滤波器与微带线T型结相连接,研制了HMSIW和QMSIW组合双工器,隔离度低于-30d B。