一种新型的SIW-DGS宽带带通滤波器

1 引言

近年来基片集成波导作为一种新的导波结构被广泛应用到了微波及毫米波电路中。基片集成波导具有与传统矩形波导相近的特性，诸如品质因数高，易于设计等，同时也具有体积小，重量轻，易于加工和集成，造价低等传统矩形波导没有的优点。

由电磁带隙结构EBG发展而来的DGS是在微带、共面波导等传输线的接地金属板上刻蚀周期或非周期的各种栅格结构，以改变电路衬底有效介电常数的分布，从而改变基于该介质上传输线的分布电感和分布电容，获得慢波特性和禁带特性。DGS只需一个单元或少个周期结构就可产生明显的禁带特性，占用电路面积小，结构紧凑，等效电路易于分析。

本文将基片集成波导的高通传输特性和哑铃型DGS周期结构的低通传输特性结合，设计了一款新型的SIW-DGS宽带带通滤波器。通过设计和仿真，可以看出本文提出的SIW-DGS带通滤波器具有较宽的带宽，带外抑制度较好。

2 SIW-DGS宽带带通滤波器设计原理

2.1 SIW的设计与仿真

基片集成波导（SIW）是在上下表面均为金属层的介质基片中相隔一定距离打两排金属通孔所形成的类矩形波导的导波结构 。 图1是设计中广泛采用的基于金属通孔阵列的SIW的几何结构图。合理地选择孔的尺寸和相邻孔的距离，就可以使得电磁波在上下金属面和两排通孔之间传播，其传播特性与矩形波导类似。

图1 基片集成波导-微带线转换器

文献6提出了一种新的SIW结构，如图2所示，它用周期排列的金属凹槽阵列代替了金属通孔阵列。这种新的结构能更有效地减少由缝隙泄露所引起的能量损耗；而且，只要金属凹槽的排列周期s足够小，就可将其等效为宽边尺寸近似等于两排槽内壁之间距离a的矩形波导，这样的等效关系更为直接，设计更加方便。

图2 新型SIW－微带线转换器