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硕士学位论文

论文题目:基片集成波导带通滤波器交叉耦合技术研究

学号 1010020816
姓名李琳菲
导师程崇虎教授
学科专业电磁场与微波技术
研究方向移动通信与射频技术
申请学位类别工学硕士
论文提交日期 2013-4-3
Study on Cross-coupling Technique for Substrate
Integrated Waveguide Bandpass Filter

Thesis Submitted to Nanjing University of Posts and
munications for the Degree of
Master of Engineering

By
Li Linfei
Supervisor: Prof. Cheng Chong-hu
April 2013
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研究生签名:____________ 导师签名:____________ 日期: _
摘要
基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide,SIW)滤波器不仅具有高品质因数、高功
率容量等波导谐振腔滤波器的固有优势,同时拥有微带滤波器尺寸小、重量轻、成本低、易
于集成等优点,近年来基片集成波导滤波器的设计获得了广泛的关注。交叉耦合技术是改善
滤波器性能的一种常用设计技术,其原理是通过在通带的两边分别产生若干个传输零点来改
进滤波器的矩形系数并提高其带外抑制。本文研究将交叉耦合技术应用于基片集成波导滤波
器的设计。
本文首先根据交叉耦合谐振腔的经典拓扑结构,实现了堆叠形式四腔体且输入/输出端口
在同一层面上的 SIW 带通滤波器的设计。对于输入/输出端口的不同接入形式,即共面微带形
式和异面探针形式,对交叉耦合和滤波器性能的影响做了详细的讨论。考虑加工成本与难度,
最终加工并测量具有共面微带输入/输出形式采用交叉耦合技术实现带外两传输零点的中心
频率在处的 SIW 带通滤波器。测量结果显示滤波器相对带宽为 2%,中心频率约为
,与仿真结果有一定出入。随后,又对堆叠三腔体 SIW 滤波器限制和缺陷做了分析
与验证,得出相同耦合拓扑结构下腔体相对位置对滤波器设计和性能的制约,提出了改进方
案。
随后,基于另一种交叉耦合拓扑结构本文提出了平面四腔体和堆叠四腔体 SIW 带通滤波
器的实现结构。仿真结果表明两种耦合拓扑结构的四腔体 SIW 交叉耦合滤波器性能相近。尤
其是新型平面四腔体 SIW 交叉耦合滤波器在基模工作、双通带和高次模工作情况下都具有良
好的特性。而堆叠结构较平面结构又可进一步减小 SIW 滤波器的尺寸。
最后,提出了采用双模技术实现两传输零点单腔体 SIW 带通滤波器的设计方案,并与前
面采用交叉耦合技术完成相同设计要求的 SIW 滤波器做比较。仿真结果显示交叉耦合技术更
适合设计 SIW 窄带滤波器,双模技术则能够有效减小 SIW 滤波器尺寸,为结合两种技术设
计多腔体多层堆叠 SIW 滤波器奠定基础。

关键词: 基片集成波导,滤波器,交叉耦合,双模谐振腔
I
Abstract
Combining the inherent advantages of waveguide resonator f