1.中心频率及带宽全可调的四分之一模基片集成波导滤波器,其特征主要包括两个1/
4模SIW谐振腔,输入输出馈线,耦合窗口,以及用于调谐频率、带宽、外部Q值的变容管;
所述的两个1/4模SIW谐振腔是根据SIW腔体的磁对称性,沿SIW腔体的两个磁壁将SIW腔切开,取其四分之一,由两个四分之一SIW腔体形成耦合而成。
2.如权利要求1所述的中心频率及带宽全可调的四分之一模基片集成波导滤波器,其特征在于该滤波器具体包括上下叠加的两层介质板;上介质板的上表面部分铺设上层金属面,剩余部分为加载中心频率和带宽的调谐元件提供物理空间;下介质板的下表面全铺下层金属面,并加载两个共面波导(CPW)结构的输入输出馈线;上下介质板间贯穿周期性分布的金属柱A与上下层金属面构成QMSIW结构;
中间层金属面通过贯穿中间层金属面与下层介质板的周期性分布金属柱B,与QMSIW结构构成两个同轴QMSIW谐振腔结构,且两QMSIW谐振腔进行耦合。
3.如权利要求1所述的中心频率及带宽全可调的四分之一模基片集成波导滤波器,其特征在于所述的滤波器采用双层PCB板叠加工艺,或采用LTCC工艺。
4.如权利要求1所述的中心频率及带宽全可调的四分之一模基片集成波导滤波器,其特征在于中间层金属面通过贯穿中间层金属面与上层介质板的金属柱C,使调谐元件加载在介质板的顶层,为加载调谐元件提供了物理空间。
5.如权利要求1所述的中心频率及带宽全可调的四分之一模基片集成波导滤波器,其特征在于中间层金属面与上层金属面构成较强的电容效应,通过在中间层金属面与上层金属面之间加载变容二极管,来调谐同轴谐振腔的谐振频率。
6.如权利要求1所述的中心频率及带宽全可调的四分之一模基片集成波导滤波器,其特征在于两SIW谐振腔谐振腔间存在两种耦合方式,一种是通过开窗形成的磁耦合,一种是通过加载变容管形成的电耦合;
磁耦合通过开窗,即增减两谐振腔间的金属柱来实现;
电耦合由加载在两个谐振腔的中间层金属面间的变容二极管来实现,通过改变该二极管容值调节两个谐振腔间的耦合系数。
7.如权利要求1所述的中心频率及带宽全可调的四分之一模基片集成波导滤波器,其特征在于所述的输入与输出馈线加载在下介质板的下表面,并通过贯穿上下介质板的金属柱D与同轴谐振腔形成较强的容性外部耦合,通过改变加载在CPW传输线中的变容二极管的容值来控制外部Q值。
8.如权利要求1所述的中心频率及带宽全可调的四分之一模基片集成波导滤波器,其特征在于滤波器的谐振频率f0根据以下公式获得:其中Cv1为加载于中间层金属面与上层金属面之间的变容二极管电容;
中间层金属面与上层金属面间形成的较强电容效应:
其中s是中间层金属面的面积,h1是中间层金属面与上层金属面间的距离,ε0是真空中的介电系数,εr是介质板的介电常数,κ为静电力常量;
L为电感,μ0为真空中磁导率,μr为谐振腔介质的相对磁导率,h为
谐振腔的高度,a为同轴QMSIW谐振腔结构中圆心O与金属柱B的距
离,b为同轴QMSIW谐振腔结构中圆心O与金属柱A的距离。