st波导(ST波导业绩)

　　摘 要：本文介绍了一种微带与波导过渡结构st波导，该结构通过金属柱将微带线与波导顶部连接，将微带线st波导的地与波导底部连接，同时引入合适的金属块调节，使得微带信号较好地在指定频段过渡到波导结构。应用该结构，本文设计了一个滤波主体结构为腔体结构、输入输出为微带线结构的滤波器，使得该滤波器在具备低损耗的同时又便于与平面微带电路集成。仿真结果显示该滤波器性能优良，验证了设计的有效性。

　　1 引言

　　现代通信系统对高性能滤波器的要求和需求都非常高。滤波器不仅需要具备更小的尺寸，更低的插入损耗，还需要更好的选择性能[1-10]。基于微带或带状线等结构的滤波器一般尺寸较好，且易于其st波导他平面电路结合，但是由于介质板损耗、辐射损耗和金属损耗，这些滤波器通常带内损耗都较大，实际应用具有较大局限性。波导类滤波器由于没有辐射损耗，介质损耗也基本可不予考虑，主要存在的是金属损耗，其谐振器的品质因数一般远高于微带、带状线等结构的谐振器，构成的滤波器一般带内损耗要远小于平面结构的滤波器。但一般腔体滤波器与平面电路较难集成，其间通过线缆连接往往又会占据较大的面积。为了既能利用波导滤波器损耗低的优点，又能便于与平面电路集成，本文给出了一种微带线与波导的过渡结构，使得信号通过该结构能顺利地由微带线传输到波导中。在此基础上，本文给出了一个应用该结构的滤波器实例，在兼顾集成的同时又可使得整个滤波器具有较低的插入损耗。

　　2 微带线-波导过渡结构

　　图1给出微带线-波导过渡结构的示意图，其中波导结构的底部是由介质板顶部的金属地构成的，金属过孔将介质板底部的地与介质板顶部的金属地相连接；微带线通过波导壁上的开孔进入波导腔，与金属地之间以间隙隔开，微带线的末端通过金属柱与波导顶部连接，同时在波导顶部引入适当的金属块以调节两种传输模式之间的良好匹配。

图1 微带线-波导过渡结构示意图a. 外观b. 去除波导壁后的视图

　　3 滤波器设计

　　在上述微带线-波导过渡结构基础上，本文设计了一个包含该过渡结构的滤波器，如图2所示。

图2集成微带输入、输出结构的波导滤波器

　　如图2中所示，整个滤波器是电路板和和波导结构共同组成的，电路板使用罗杰斯5880板材，相对介电常数为2.2，厚度为0.508mm，电路板不仅提供了微带线结构，电路板顶部的金属地还用以构成波导结构的地，而通过使用金属化过孔，可方便地将介质板底部微带线的地与介质板顶部金属地连接起来；波导结构包含波导滤波器和微带线-波导过渡结构中的波导结构部分，整个波导结构的底部是由电路板顶部的金属地构成，这样可将波导结构直接安装在电路板上。如图中所示，两条红色虚线将整个滤波器分成三部分，首尾两部分是过渡结构，中间部分是波导滤波器，这里设计的波导滤波器是一个中心频率在11GHz的传统的5阶波导滤波器。整个滤波器滤波主体部分是波导滤波器，可以具有很低的滤波损耗；而输入、输入是微带线结构，可以方便地与其他微带电路等进行连接。

图3滤波器仿真结果

　　整个滤波器的仿真结果示于图4中，从图中可见整个滤波器在通带内的S11均在-20dB以下，说明包含微带线-波导过渡结构的整个滤波器工作性能良好；仿真中考虑了介质板损耗，未考虑金属损耗，带内损耗大于-0.4dB，这个损耗主要是由微带线损耗、过渡结构损耗构成，较之相同级数的微带等平面结构滤波器，这个损耗值要小很多。

　　4 结论

　　本文给出了一种微带线-波导过渡结构，波导结构底部由介质板顶部金属地构成，通过金属化通孔可将介质板底部的地与介质板顶部构成波导底部的金属地连接起来，将微带线末端通过金属柱与波导顶端连接，调节波导顶部引入的金属块可使得信号良好地由微带过渡到波导中。在此结构基础上，本文设计了一个滤波主体为波导滤波器，输入、输出为微带线的滤波器，该滤波器不仅具有低的插入损耗，同时又方便与其他微带电路集成。仿真结果显示器该滤波器插入损耗低，验证了设计的有效性。

　　参考文献

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