[0002] 随着无线通信技术的迅速发展，射频器件被要求具有更优的性能。作为射频器件的主要元件之一的带通滤波器，就要求具有更紧凑的结构，更好的滤波性能以及便于集成的特点。基片集成波导在微波和毫米波领域都有广泛的应用，因其具有相对较高的品质因数，功率容量高，体积小，容易集成，成本低等优点，在全世界范围内吸引了大量研究员的注意。采用了基片集成波导结构的滤波器具有低插损，低成本，高选择性，以及易于集成等优点，能很好的满足现代无线通信系统的要求。
[0003] 然而目前关于基片集成波导滤波器的设计大多采用了多个波导谐振腔耦合的结构，这种结构虽然具有优良的矩形系数，但谐振腔数量越多也就意味着电路本身带来的插损也就越大，以及电路整体尺寸也随之增大。虽然许多设计中采用的多层介质基板结构可以缓解尺寸增大的问题，但多层电路板也带来了不易集成的缺点。
[0004] 针对目前的技术问题，有必要设计一种基片集成波导带通滤波器，既具有较好的矩形系数和较低的带内插损，又能维持基片集成波导结构体积小，易集成的优点不受影响。实用新型内容
[0005] 为了克服现有技术中的困难，本实用新型提出了具有带内波纹抑制功能的微型基片集成波导滤波器，包括一种宽阻带滤波器和一种双通带滤波器。滤波器以基片集成波导结构为基础，在波导谐振腔上金属层通过刻蚀金属形成四个新型互补开口谐振环，谐振环间具有容性开槽线。宽阻带滤波器中应用了缺陷地结构；双通带滤波器中采用了慢波基片集成波导结构和对称开槽线接口结构。
[0006] 为达到上述目的，本实用新型的技术方案为：
[0007] 一种带内波纹抑制的微型基片集成波导滤波器，包括宽阻带带通滤波器和双频带带通滤波器，其中，
[0008] 所述宽阻带带通滤波器采用单腔基片集成波导结构，谐振腔上层金属刻蚀出四个形状相同的新型互补开口谐振环，记为宽阻谐振环，上层金属中间位置沿纵向刻蚀形成容性开槽线，记为宽阻容性开槽线，下层金属刻蚀形成缺陷地；
[0009] 所述双频带带通滤波器采用单腔基片集成波导结构，谐振腔上层金属刻蚀出四个新型互补开口谐振环，四个开口谐振环按大小不同分成两组记为大谐振环和小谐振环，上层金属中间位置沿纵向刻蚀形成容性开槽线，记为双频容性开槽线，沿横向刻蚀形成栅状开槽线，上层金属锥形接口处刻蚀形成对称的开槽微带线，谐振腔内部设有金属沉孔，连接电路接地面形成慢波基片集成波导结构。
[0010] 优选地，所述单腔基片集成波导结构为单层介质基板，上下各覆盖有金属层，上金属层边缘位置打有金属通孔形成一个谐振腔。
[0011] 优选地，所述宽阻谐振环为双环结构，其中外环为方形互补开口谐振环，内环为圆形开口谐振环，四个宽阻谐振环具有相同的形状和大小，均匀排列在谐振腔上金属层的四个位置，呈矩形分布。
[0012] 优选地，所述宽阻谐振环等效为并联LC谐振电路，其中等效电感LC和等效电容CC根据宽阻谐振环的形状和大小得出，关系式为：
[0013]
[0014]
[0015] B(x)＝S0(x)J1(x)‑S1(x)J0(x)
[0016] 其中，rb、ra分别为外环内切圆半径和内环半径，Lpul为每单位长度电感，c为光在真空中的速度，ε0为真空介电常数，εr为介质基板的介电常数，h为介质基板厚度，Sn和Jn为n阶斯特鲁夫和贝塞尔函数，计算出谐振环的谐振频率：
[0017]
[0018] 优选地，所述宽阻容性开槽线为在上层金属层中间位置刻蚀金属形成的凹槽线，方向垂直于输入输出馈线方向。
[0019] 优选地，所述缺陷地为哑铃状，设置4个排列在输入输出馈线的下方金属层，并垂直于输入输出馈线。
[0020] 优选地，所述栅状开槽线为在谐振腔上层金属中间位置平行于输入输出馈线的槽线。
[0021] 优选地，所述开槽微带线对称地设置在输入输出接口处，刻蚀部分金属，剩下的部分形成终端开路的微带线结构。
[0022] 优选地，所述慢波基片集成波导结构为在谐振腔介质基板内部，通过激光技术，开凿出均匀排列的金属沉孔，金属沉孔的一端连接谐振腔底面金属，另一端在谐振腔介质基板内部。
[0023] 优选地，对于慢波基片集成波导，其等效介电常数为：
[0024]
[0025] 其中，h为介质基板总厚度，h2金属沉孔的高度，且h＝h1+h2，εr为介质基板介电常数，则，慢波基片集成波导谐振腔谐振频率为：
[0026]
[0027] 其中，WS和L分别为谐振腔的等效宽度和长度，fTEmon‑SIW为谐振腔TEmon模的谐振频率。
[0028] 本实用新型利用基片集成波导的高通性和互补开口谐振环的带阻特性来设计带通滤波，开口谐振环间的容性开槽线能够降低谐振环间的耦合从而抑制了带内波纹。宽阻带带通滤波器中的缺陷地结构具有低通特性可以拓展滤波器的阻带。双通带滤波器中采用了慢波基片集成波导结构，可以降低谐振腔的谐振频率，进而减小滤波器的整体尺寸，对称开槽微带线结构可以引入传输零点，来提高通带的选择性。
[0029] 与现有技术相比较，本实用新型具有如下技术效果：
[0030] 1、本实用新型采用的单层单腔基片集成波导加载互补开口谐振环的结构代替了传统多腔体基片集成波导滤波器，在保证滤波器整体特性不变的情况下，避免了传统多腔体基片集成波导滤波器大体积、插损较大的问题，以及多层电路的不易集成的问题；
[0031] 2、本实用新型采用的容性开槽线结构，以等效成电容的方式，可以降低谐振环之间的耦合，使谐振环的间距较小的情况下也能抑制因强耦合而产生的带内波纹；
[0032] 3、因为本实用新型设计滤波器包含6G以下的5G频段(4.8GHz‑5.0GHz)，所以本实用新型能够应用在5G通信基站，作为通信基站功放的后级电路使用。
