一种毫米波基片集成波导滤波器设计

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一种应用于毫米波波段的基片集成波导滤波器

第36卷第4期电子元件与材料V ol.36 No.4 2017年4月ELECTRONIC COMPONENTS AND MATERIALS Apr. 2017一种应用于毫米波波段的基片集成波导滤波器赵子鉴，王斌，阮巍，谭菲（重庆邮电大学光电工程学院，重庆 400065）摘要: 提出了一种工作于毫米波波段的基片集成波导滤波器，该滤波器在上下金属层刻蚀出哑铃槽结构，通过哑铃槽之间的耦合，极大提高了其带外抑制性。

仿真实测结果表明，滤波器的中心频率在30 GHz，通带内相对带宽为39.5%，中心频率插入损耗为1.44 dB，带内回波损耗大于13 dB。

滤波器带外衰减陡峭，结构紧凑，实测结果与仿真结果吻合良好。

关键词: 滤波器；SIW；哑铃槽；宽带；毫米波；耦合doi: 10.14106/ki.1001-2028.2017.04.018中图分类号: TN713 文献标识码:A 文章编号:1001-2028（2017）04-0091-05Substrate integrated waveguide filter applied to millimeter wave bandZHAO Zijian, WANG Bin, RUAN Wei, TAN Fei(College of Photoelectric Engineering, Chongqing University of Posts and Telecommunications, Chongqing 400065,China)Abstract: A new type of substrate integrated waveguide filter which worked in millimeter wave band was proposed.The new filter was added dumbbell groove structure to two metal layers so that its out-of-side rejection was improved.The measured and simulated results show that the center frequency of the filter is 30 GHz, the fractional bandwidth in passband is 39.5%, the insertion loss of center frequency is 1.44 dB, and the return wave loss is greater than 13 dB. The outer attenuation of the filter is steep and the structure of the filter is compact. The measured results are in good agreement with the simulated results.Key words: filter; substrate integrated waveguide(SIW); dumbbell slot; wideband; millimeter wave; coupling二十一世纪以来，人们对高速无线移动通信的需求变得越来越强烈，第五代移动通信技术（5G）即将进入人们生活中的各个领域。

一种基片集成波导--共面波导带通双工滤波器[发明专利]

专利名称：一种基片集成波导--共面波导带通双工滤波器专利类型：发明专利
发明人：陈钢,穆卫锋,王梓鉴,李宇波
申请号：CN201910718514.3
申请日：20190805
公开号：CN110391487A
公开日：
20191029
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供了一种基片集成波导‑‑共面波导带通双工滤波器，由基片集成波导和共面波导周期结构组成，基片集成波导上设置一个输入端和一个输出端，基片集成波导主体为介质基片，在介质基片的上、下表面上分别设置金属贴片,在介质基片上设置金属化通孔，金属化通孔贯穿介质基片以及上、下表面上的金属贴片，导通上、下表面上的金属贴片；所述共面波导周期结构包括至少个共面波导单元，基片集成波导表面的共面波导单元周期排列，所述共面波导单元整体是具有长短轴的矩形，共面波导单元短轴端口用来实现周期结构的纵向扩展，长轴端口用来实现周期结构的横向扩展。

体积小，重量轻，加工成本低，易于集成的微波毫米波带通滤波器。

申请人：浙江大学深圳研究院
地址：518000 广东省深圳市南山区粤海街道高新南四道019号虚拟大学园楼A310室
国籍：CN
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一种基片集成波导毫米波滤波器[实用新型专利]

专利名称：一种基片集成波导毫米波滤波器专利类型：实用新型专利
发明人：任向阳,羊恺,张天良,周立国,徐爱东申请号：CN201420614762.6
申请日：20141022
公开号：CN204130672U
公开日：
20150128
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型的基片集成波导毫米波滤波器为了解决现有滤波器不能适在毫米波波段对滤波器件插损、集成度及带外抑制等参数的需求，包括覆盖于矩形基片上下表面的超导膜和贯穿基片的过孔，过孔沉积金属使上下表面的超导膜导通。

其中超导膜在金属基片上激光沉积形成，并且金属基片沉积有超导膜的一面面向矩形基片表面固定。

超导膜和金属过孔组合形成至少两个谐振腔，谐振腔耦合连接形成滤波器。

改变金属过孔的直径用以调整谐振腔间的耦合系数，改变金属过孔的位置用以改变谐振腔谐振频率。

有益效果在于，由于在基片上下表面覆盖超导膜以取代传统的金属镀层，相比于传统的基片集成波导毫米波滤波器具有插损更小，品质因数更高的特点。

申请人：成都顺为超导科技股份有限公司
地址：610097 四川省成都市高新西区新文路22号
国籍：CN
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一种新型基片集成波导腔体滤波器的设计与实现

关键词 : 滤波器 , 腔体 , 耦合 , SIW , 低阻 2高阻短微带线
D esign and Rea liza tion of a Novel Substra te In tegra ted Wavegu ide ( S IW ) Cav ity F ilter
ZHANG Y u2lin1 , HO NG W e i1 , W U Ke1, 2 , TANG Hong2jun1 , HAO Zhang2cheng1 ( 1. S ta te Key L abora ta ry of M illim eterW aves, S ou theast U n iversity, N an jing 210096, Ch ina;
(6)式可以表示为 [ 9 ] :
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1 +p qe1
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ω 0
L
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… - jk2N
⁝⁝ ⁝
- jkN 1
- jkN 2
… 1 +p
qeN
其中
ω 0
= 1/
LC , 滤波器相对带宽 FBW
=
ω 2
-
ω 1
出端的微带宽度 ,从而得到所需要的数值。
图 2 ( a) 双 SIW 腔体结构图 ; ( b) 双 SIW 腔体的散射参数曲线
1. 2 低阻 2高阻短微带线 [ 9]
通常
,电尺寸小于八分之一导波长度
λ g
的微带
线结构可以看作集总参数元件 ,电尺寸小于四分之
一
λ g

一种基片集成波导可调滤波器的设计

一种基片集成波导可调滤波器的设计周建;朱永忠;刘子豪【期刊名称】《电子元件与材料》【年(卷),期】2016(035)005【摘要】A substrate-integrated-waveguide (SIW) tunable filter based on micro-electromechanical systems (MEMS) switch was designed. The dimension of the filter is 40 mm×57 mm×0.708 mm. The tunable filter with frequency range of 4.96-5.78 GHz consists of two substrate layers, and the substrates used to design a tunable SIW cavity were FR4_epoxy at top and Rogers RT/Duriod 5880 at bottom. HFSS simulating results show that the tunable filter exhibits an insertion loss lower than 0.5 dB and a return loss lower than –15 dB.%应用微机电系统（MEMS）开关设计了一款基片集成波导（SIW）可调滤波器。

该滤波器整体尺寸为40 mm×57 mm×0.708 mm，调节范围4.96~5.78 GHz，滤波器由两层介质基片构成，上层介质为FR4_expoy，下层介质为Rogers RT/Duriod 5880。

通过HFSS仿真，结果表明，该滤波器插入损耗不大于0.5 dB，回波损耗不大于–15 dB。

【总页数】4页(P19-22)【作者】周建;朱永忠;刘子豪【作者单位】武警工程大学信息工程系，陕西西安 710086;武警工程大学信息工程系，陕西西安 710086;武警工程大学信息工程系，陕西西安 710086【正文语种】中文【中图分类】TN713【相关文献】1.一种新型基片集成波导带通滤波器的设计 [J], 倪国旗;倪围2.一种毫米波基片集成波导滤波器设计 [J], 钟丽;张先荣3.一种新型基片集成波导带通滤波器的设计与实现 [J], 陈飞;田爱君;袁学松4.一种小型化基片集成波导滤波器的设计与实现 [J], 邓欣;朱永忠;苏丹;刘颖5.一种LTCC小型化双重折叠1/4模基片集成波导滤波器设计 [J], 周建;朱永忠;刘子豪;段晓曦因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基片集成波导带通滤波器的设计

基片集成波导带通滤波器的设计作者：单武来源：《电子技术与软件工程》2015年第13期文章介绍了一种应用基片集成波导（SIW）技术的带通滤波器，此带通滤波器是由六个等边三角形谐振单元构成的。

这种结构的滤波器具有高品质因数、低插入损耗、大功率容量等优点。

文章设计了中心频率在8.6GHz、带宽800MHz的带通滤波器，并利用HFSS仿真软件对这种滤波器进行优化和仿真，得到满意的结果。

【关键词】基片集成波导SIW 带通滤波器等边三角形谐振单元1 引言随着现代微波毫米波电路系统的高速发展，其功能越来越复杂、电性能指标要求越来越高，同时要求其体积越来越小、重量越来越轻；整个系统迅速向小型化、轻量化、高可靠性、多功能性和低成本方向发展。

低成本、高性能、高成品率的微波毫米波技术对于开发商业化的低成本微波毫米波宽带系统非常关键。

因此，迫切需要发展新的微波毫米波集成技术。

正是为了解决上述矛盾，一种基于介质基片的波导结构被提了出来——基片集成波导（Substrate Integrated Waveguide，SIW）。

基片集成波导（SIW）是一种立体的周期性结构，它能够利用PCB、LTCC等集成工艺制作，通过金属通孔或者空气过孔限制向外辐射的电磁波，从而代替传统矩形金属波导或者非辐射介质波导（NRD）。

同时，由基片集成波导技术所构成的元器件具有高品质因数、大功率容量、造价低和易于集成等优点。

本文介绍了使用等边三角形基片集成波导谐振器设计的带通滤波器。

最后设计出了一个中心频率为8.6GHz、带宽为800MHz的基片集成波导带通滤波器。

2 SIW应用和研究现状近年来，在对基片集成波导传输特性研究的基础上，SIW的应用也得到了较为广泛的发展。

利用基片集成波导形成的无源微波器件，如定向耦合器、功分器、滤波器、天线等，都展现出了与传统意义上的矩形金属波导构建的微波器件相媲美的性能。

2.1 定向耦合器定向耦合器作为一种重要的无源器件被广泛地应用于现代微波毫米波通信系统，在天线阵列馈电网络中，定向耦合器是一个主要部件。

一种新型基片集成波导带通滤波器的设计与实现

ｉｃｕｄｎｌｎａｉｃｔｙ，ｔａｉｉｎ，ａｎｅｔｎｇａｖｅｉａｅｆｂｉａｅｎａｐｌｎｒｆｍｕｓｎｎｌｉｇｐａｒｃｒｕｉｒｒｎｓｔｏｄｒｃａｕｌｒｗａｇｕｄｅｒａｒｃｔｄｉａａｏｒｉｇａｓａａｄｐｒｎｅｉｃｉａｄ．ＳＩｓｐｒｓｎｔｄｉｈｓａｔｃｅ，ａｈｅｉｔｒｄｓｇｎｍｅｈｏｉｇｉｓｔｎｄｒｉｔｄｃｒｕｔｂｏｒＷｉｅｅｅｎｔｉｒｉｌｎｄｔｎａｆｌｅｅｉｔｄｂｙｕｓｎｔｈｉ — ｓｈａａｔｒｓｉａｌｄｉａｏｐｓｍｉｒｓｒｐｉｔｒｓｒｓｎｅ．Ｔｏａｉａｅｔａｐｒａｈｇｈｐａｓｃｒｃｅｉｔｃｎｄｏａｎｇｌｗ— ａｓｃｏｔｉｆｌｅｉｐｅｅｔｄｖｌｄｔｈｅｐｏｃ
・
研究与设计
・
一
种新型基片集成波导带通滤波器的设计与实现
陈飞田爱君袁学松，，
（．宿迁学院三系通信教研室，苏宿迁１江２３０；．电子科技大学物理电子学院，川成都２８０２四６பைடு நூலகம்５）１０４
摘要：片集成波导（Ｉ）术使得包括平面电路、头和矩形波导在内的完整电路可以以平面形式集成在印刷电路板基ＳＷ技接上；文简要介绍ＳＷ这一新技术，后利用其高通特性，加载一个低通微带滤波器，计了一个中心频率为１本Ｉ然再设８ＧＨｚ相对，

一种结构紧凑的毫米波波导滤波器的设计

一种结构紧凑的毫米波波导滤波器的设计多微带滤波器设计一、绪论1、毫米波波导滤波器的背景毫米波滤波器在微波和毫米波的电磁辐射衰减、发射频率增强及其他应用方面发挥着重要作用。

它可以将带宽在微米波范围内的信号分拆出来，并把特定频段外的信号抑制。

2、多微带滤波器设计（DMBF）多微带滤波器（DMBF）是指一种结构紧凑的毫米波波导滤波器。

与普通的毫米波滤波器相比，DMBF滤波器具有体积小、位置可重复定向，结构简单、成本低等优点，并且可以实现多段滤波、连续增益。

它的技术特点是具有高Q、低VSWR、贴片化和大波长比等特点。

同时，在DMBF滤波器设计中，需要注意线传感器和衰减补偿器。

二、集成滤波器结构1、线传感器电感器是滤波器最核心的组成部分，有利于滤波器流动工作。

线的传感器是由几根金属线串联和并联构成，在每一条连接的线中，电感和容器相连，金属线组成的w型环电感可以由其铁心的材料的阻抗和容量参数决定。

2、衰减补偿器衰减补偿器的目的是使衰减特性更加平坦，以满足特定的应用要求。

它可以在电磁衰减曲线出现弯曲时起作用，以改善滤波器性能。

3、带端接地带端接地是滤波器系统的一个有效组成部分，它可以保证滤波器能在最佳工作状态下工作，并有利于滤波器系统的稳定。

三、技术参数1、工作频率工作频率是指DMBF滤波器在设计滤波功能时所使用的频率变化范围。

当滤波器的设计频率在允许的最大工作范围之外时，需要考虑重新设计工作频率范围。

2、插入损耗插入损耗是指多微带滤波器系统的输入和输出端口之间的一项基本参数，它表示了连接设备之间的衰减特性。

一般而言，滤波器的插入损耗越小，系统中传输比特率越大。

3、波长比如果两个不同频率但相邻的滤波器输出信号之间的最小波长差值大于它们的最小频率差，即为波长比。

它的意义在于提高滤波器的灵敏度，便于下一步的信号处理。

四、总结以上是关于多微带滤波器设计的介绍，线传感器、衰减补偿器和带端接地是实现效果的关键组成部分，工作频率、插入损耗和波长比也是影响最终滤波器性能的重要参数。

一种紧缩结构的新型毫米波基片集成波导滤波器

维普资讯
第２５卷第２期
２００６年４月
红外与毫米波学报
ＪＩｆａｅｌｍ．Ｗａｅ．ｎｒｒｄＭｉｉｌｖｓ
Ｖｌ５．Ｎ．ｏ＿２ｏ２Ａｐｌ２０ｉｒ，０６
文章编号：０１９１（０６００３０１０ — ０４２０）２— １９～４
设计的一组ＳＷ毫米波滤波器中，Ｉ长度从传统滤波器的２．ｍ３１ｍ压缩到新型滤波器的１ｒ测试结果显示新型滤２ｍ．ａ波器阻带衰减大于５ｄ相对于性能相近的传统ＳＷ滤波器改善１ｄ４Ｂ，Ｉ２Ｂ以上．具有超过５ｄ０Ｂ衰减的阻带宽度超过
Ａｓｒｃ：ｏｅｍｌｍｔａｅｓｂｔｔｉｔｒｔａｅｕｄＳＷ）ｆｔｉｏａｔｏｆｕａｏａｒｅｔ．ｂｔｔＡｎｖｌｉｉｅｒｖｕｓａｎｇａｄｗｖｇｉｅ（Ｉａｌｅｗｒｅｅｅｉｅｗｔｃｍｐｃｃｎｇｒｔｎｗｓｐｅｎｄｌｒｈｉｉｓｅ
Ｉｅｆｒｎｅｉｉｒｖｄａｐｒｎｌｗｈｌｈｏｇｒｔｎｉｃｍｐｃｅ．ＩｈｅｉｎｄｍｉｉｔｒｗｖＩｆｔｒ，ｔｐｒｏｍａｃｓｍｐｏｅｐａｅｔｉｔｅｃｎｕａｉｓｏａｔｄｎｔｅｄｓｇｅｌｍｅｅａｅＳＷｌｓｓｙｅｉｆｏｌｉｅｔｅｌｎｔＳｒｄｃｄｆｍ３１ｈｅｇｈｉｅｕｅｒ２．ｏｍｍｆｒｄｔｎｌｌｒｔ２ｏａｉｏａｔｌｍｍｆｏｅｌｒｔｉｉｆｅｏｏｖｌｔ．ＭｅｓｒｄｒｓｌｈｗａＩｔｐａｄｒ－ｎｉｆｅａｕｅｅｕｔｓｏｔｔｌｓｏｂｎｅｓｈｔｅｉｃｉｎｏｏｅｌｒＳｍｏｅｔａ４Ｂ，ｉｒｖｄａｅｓ１ｄｏａｅｏｔｅｔｄｔｎｌｆｔｒｗｔｉｌｅｆｒ－ｅｔｆｎｖｌｔｓｉｒｈｎ５ｄｏｉｆｅｍｐｏｅｔｌａｔ２Ｂｃｍｐｒｄｔｈｒｉｏａｉｅｉｓｍｉｐｒｍａｉｌｈｒａｏ

基片集成波导带通滤波器的设计

文章设计了中心频率在８．６ＧＨｚ、带宽８ＯＯＭＨｚ的带通滤波器，并利用ＨＦＳＳ仿真软件对这种滤波器进行优化和仿真，得到满意的结果。
迫切需要发展新的微波毫米波集成技术。正是为了解决上述矛盾，一种基于介质基片的波导结构被提了出来～一基片集成波导（Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ
对准水平齿轮上标记的孔，系统开始时便会自
表３中的数据表明，方位角的跟踪误差轴在水平方向松动状况不明显。只要继续改善控制方式，就能更好地提高跟踪精度。采用双模式跟踪，经过程序调试，系统
在室外能正常地运行，并能正常切换跟踪模式，比较小，这是因为水平方向 ห้องสมุดไป่ตู้ 齿轮比较大，连参考文献 … 张兴磊，杨丽丽，张东凤．一种太阳自动
现象。
件。采用本研究提出的双模式实时跟踪方法可
实现太阳跟踪器的全天候自动跟踪。
样符合太阳运动规律。太阳高度角与垂直方向上的电位器电压
成正比，太阳方位角与水平方向上步进电机的步数成正比。只要算出太阳高度角和太阳方位角，通过实验计算比例系数，即可算出对步进电机的操作量的大小。复位时，水平方向必须
【关键词】基片集成波导ＳＩＷ带通滤波器等
边三角形谐振单元
导谐振器设计的带通滤波器。最后设计出了一面电路易于集成、易于加工等优点。个中心频率为８．６ＧＨｚ、带宽为８００ＭＨｚ的基片集成波导带通滤波器。２．２功分器

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ｕＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ，Ｃｈｅｆｌｇｄｕ６１００４１，Ｃｈｉｎａ；
２．ＭｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍＣｅｎｔｅｒ．ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＣｈｉｎａＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００３６，Ｃｈｉｎａ）
【关键词】
毫米波
綦片集成波导带通滤波器
ｄｏｉ：ｌ｛｝．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－１０１｛Ｊ．２０１７．１５ｒＪ（１８中图分类号：ＴＮ７１３文献标志码：Ａ文章编号
３１．６ＧＨｚ，ｔｈｅｉｎｓｅｒｔｉｏｎｌＯＳＳｉＳｂｅｌｏｗ２．７５ｄＢ，ｔｈｅｒｅｌｆｅｃｔｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒｉＳＩｅｓｓｔｈａｌｌ－１３ｄＢａｎｄｔｈｅｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎａｂｏｖｅ
３５ＧＨｚｉＳｌａｒｇｅｒｔｈａｎ５０ｄＢ．Ｔｅｓｔｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒｗａｖｅｉｌｆｔｅｒｈａｓｇｏｏｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｗｉｔｈｔｈｅｔｅｓｔｅｄｒｅｓｕｌｔｓｉｎａｃｃｏｒｄａｎｃｅｗｉｔｈｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓ．
ｄｅｓｉｇｎｅｄａｎｄｆａｂｒｉｃａｔｅｄ．Ｔｈｅｃｏｕｐｌｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｂａｎｄｐａｓｓｉｌｆｔｅｒｗｅｒｅａｎａｌｙｓｅｄａｎｄｃａｌｃｕｌａｔｅｄｂｙｃｏｕｐｌｉｎｇｍａｔｒｉｘｓｙｎｔｈｅｓｉｓｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ．Ｔｈｅｉｌｆｔｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗａｓｓｉｍｕｌａｔｅｄｂｙ３ＤｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｉｅｆｌｄａｎａｌｙｓｉｓｓｏｆｔｗａｒｅＨＦＳＳ．Ｆｏｒｔｈｅｂａｎｄｐａｓｓｉｌｆｔｅｒ，ｔｈｅｃｅｎｔｅｒｒｅｆｑｕｅｎｃｙｉＳ３０．７ＧＨｚ，ｔｈｅｐａｓｓｂａｎｄｉＳｒｏｆｍ２９．８ＧＨｚｔｏ
引用格式：钟丽，张先荣．一种毫米波基片集成波导滤波器设计移动通信，２０１７，４１（１５）：４０ — ４３．
ＤｅｓｉｇｎｏｆａＭｉｌｌｉｍｅｔｅｒＷａｖｅＳｕｂｓｔｒａｔｅＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＷａｖｅｇｕｉｄｅＦｉｌｔｅｒ
【Ａｂｓｔｒａｃｔ］
Ａｍｉｎｉａｔｕｒｉｚｅｄｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒｗａｖｅｂａｎｄｐａｓｓｉｆｌｔｅｒｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｕｂｓｔｒａｔｅｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｗａｖｅｇｕｉｄｅ（ＳｌＷ）ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗａｓ
强戮ｉ设计与实现；
一
种毫米波基片集成波导滤波器设计
钟丽，张先荣
（１．成都职业技术学院，四川成都６１ｌ１（１４１；２中国西南电子技术研究所微系统中心，四川成都６１｛）ｌ｝３６）
【摘要】
基于基片集成波导结构，设计并制作了一款小型化毫米波ＳＩＷ带通滤波器。对该滤波器的耦合结构参数进行了理论分析和计算．并使用三维电磁场仿真软件ＨＦＳＳ对滤波器结构进行了仿真。该带通滤波器中心频率为３Ｏ．７ＧＨｚ，在通带２９．８ＧＨｚ一３１．６ＧＨｚ频率范围内，其插损低于２．７５ｄＢ，反射参数小于，１３曲；在通带￣＇ｂ３５ＧＨｚ处，其抑制大于５０ｄＢ。测试结果表明，该毫米波滤波器性能良好，测试结果与仿真结果基本一致。