技术摘要：
本发明公开了一种陷波可调的宽带滤波器，包括单层四分之一模基片集成波导谐振腔，信号金属层呈等腰直角三角形，且沿信号金属层两直角边分别设置有信号输入微带线和信号输出微带线；信号金属层靠近信号输入微带线位置处刻蚀有第一缝隙，信号金属层靠近信号输出微带线位  全部
背景技术：
在美国联邦通讯委员会于2002年2月发布了超宽带这一频段的通讯标准之后,超 宽带无线通信技术就因为它的数据传输速率很高、损耗很低、灵活性和机动性较好,得到了 相关领域的大量关注。超宽带滤波器身为该系统中一个非常重要的元件,将对系统的性能 产生重大的影响。 在日益复杂的宽带、超宽带通信中，很宽的通带内不可避免地存在着一定噪声，干 扰了宽带通信的质量。因此，在宽带滤波器中常常需要在噪声频点处引入一个陡峭的阻带 来抑制掉该噪声，我们通常称这样的阻带为“陷波”。陷波滤波器作为一种特殊的带阻滤波 器，能够使宽带、超宽带滤波器更好地适应复杂的通信环境，因此在未来的民用及军事通信 系统的射频前端发挥了重要作用。 近年来，国内外学者对加载陷波频率的宽带、超宽带微波滤波器做出一定研究。发 表于“IEEE  Microwave  and  Wireless  Components  Letters”上名为“Multiple  Band  Notched  Filter  Using  C-Shaped  and  E-Shaped  Resonator  for  UWB  Appl  ications”的 文献中提出了一个利用E型和C型微带线和三角环形负载短谐振腔结构设计出的陷波滤波 器，可在3 .09–10 .618GHz范围内产生三个陷波频率。发表于“IEEE  Microwave  and  Wireless  Components  Letters”上名为“Novel  Wideband  Bandpass  Filter  with  Dual  Notched  Bands  Using  Stub-Loaded  Resonators”的文献中，作者利用两个加载槽线的谐 振腔，设计了一款陷波滤波器，可以在宽带内产生两个固定频率的陷波。名为“Low  cost  and  compact  wideband  microwave  notch  filter  based  on  miniaturized  complementary  metaresonator”的文献中，利用互补圆螺旋谐振器(CCSR)设计了单个陷波 频率的宽带滤波器。 但是，这些设计多是通过将产生阻带的结构和带通滤波器相结合而形成固定陷波 频率，其结构比较复杂，并且缺乏动态调节因素，产生的陷波不能随噪声的变化而调节，无 法灵活地消除宽带内的干扰信号。因此，国内外学者尝试对陷波频率滤波器的可调技术做 出研究，例如发表于“IEEE  Microwave  and  Wireless  Components  Letters”上名为 “Switchable  embedded  notch  structure  for  UWB  bandpass  filter”的文献中，作者通 过控制PIN二极管的通断，来调节控制宽带内的陷波频率的出现。在全可调方面，由于带宽 较宽，中心频率的调节效果有限，很难获得大范围的频率变化，因此近年来宽带、超宽带滤 波器的全可调技术也是针对带宽可调和陷波频率可调，但也仍存在着陷波调节范围窄的问 题，无法满足宽带系统中要求灵活消除干扰的需求，并且所加载的调节电元件数量较多，不 仅增加了滤波器的体积和加工焊接难度，也在滤波过程中带来了较大的损耗。 3 CN 111600101 A 说　明　书 2/6 页
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种陷波可调 的宽带滤波器，其结构简单、设计合理，在宽带滤波器的端口缝隙加载变容二极管，在变容 二极管两端加载偏置电压，可在宽带滤波器原有宽带基础上叠加一个窄的阻带，从而引入 陷波频率，通过改变变容二极管的容值可以实现陷波频率在全通带范围内的连续调节，同 时利用PIN二极管起到调节频率的作用，增强了宽带滤波器的自适应能力，使用效果好。 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种陷波可调的宽带滤波器，其 特征在于：包括单层四分之一模基片集成波导谐振腔，所述单层四分之一模基片集成波导 谐振腔包括介质层、设置在介质层上表面的信号金属层和镀刻在介质层下表面的接地金属 层，所述单层四分之一模基片集成波导谐振腔是在信号金属层表面沿着基片集成波导正方 形谐振腔对角线磁壁切开得到的，信号金属层呈等腰直角三角形，且沿信号金属层两直角 边分别设置有信号输入微带线和信号输出微带线，所述介质层沿信号金属层斜边方向均匀 分布有多个贯穿信号金属层和接地金属层的金属通孔，所述单层四分之一模基片集成波导 谐振腔内设置有贯穿信号金属层和接地金属层的扰动孔；所述信号金属层靠近信号输入微 带线位置处刻蚀有第一缝隙，所述信号金属层靠近信号输出微带线位置处刻蚀有第二缝 隙，所述第一缝隙内设置有第一可调器件，所述第二缝隙内设置有第二可调器件。 上述的陷波可调的宽带滤波器，其特征在于：所述信号金属层的两直角边上分别 设置有第一连接介质和第二连接介质，所述第一连接介质与第一二极管的阳极相接，第一 二极管的阴极接地，所述第二连接介质与第二二极管的阳极相接，第二连接介质的阴极接 地。 上述的陷波可调的宽带滤波器，其特征在于：所述第一连接介质和第二连接介质 沿单层四分之一模基片集成波导谐振腔的对称轴对称设置。 上述的陷波可调的宽带滤波器，其特征在于：所述第一可调器件为第一变容二极 管，所述第二可调器件为第二变容二极管，第一变容二极管和第二变容二极管的分别大小 可调。 上述的陷波可调的宽带滤波器，其特征在于：所述第一可调器件的数量为至少一 个，所述第二可调器件的数量为至少一个。 上述的陷波可调的宽带滤波器，其特征在于：所述第一缝隙和第二缝隙的尺寸分 别可调。 上述的陷波可调的宽带滤波器，其特征在于：所述第一缝隙和第二缝隙沿单层四 分之一模基片集成波导谐振腔的对称轴对称设置。 上述的陷波可调的宽带滤波器，其特征在于：所述第一缝隙和第二缝隙的缝隙形 状分别为C型、L型、I型、矩型中任一种。 上述的陷波可调的宽带滤波器，其特征在于：相邻两个金属通孔的间距小于四分 之一波长。 上述的陷波可调的宽带滤波器，其特征在于：所述第一缝隙平行于信号输入微带 线，所述第二缝隙信号金属层平行于信号输出微带线。 本发明与现有技术相比具有以下优点： 1、本发明的结构简单、设计合理，实现及使用操作方便。 4 CN 111600101 A 说　明　书 3/6 页 2、本发明将全模SIW谐振腔沿对角线进行两次平均分割得到单层四分之一模基片 集成波导谐振腔，其面积仅为全模SIW谐振腔的25％，并且分割得到的QMSIW谐振腔可以接 近全模SIW谐振腔产生的效果，使用效果好。 3、本发明在宽带滤波器的端口缝隙加载变容二极管，通过在变容二极管两端加载 偏置电压，可以在缝隙处形成特定的容值，从而产生高阻抗来抑制该频点噪声，这样就在频 率响应上就形成了一个窄的阻带，该阻带与原有宽带滤波器的宽带进行叠加，产生的复合 效果即为拥有陷波频率的宽带滤波器，通过调节变容二极管在一定范围的容值可以实现陷 波频率在全通带范围内的连续调节，且能够保持带宽的稳定，带外抑制良好。 4、本发明在信号金属层两直角边上分别凸出一个连接介质，作为信号金属层与 PIN二极管的桥梁，利用PIN二极管改变了带宽，增强了宽带滤波器的自适应能力，具有较强 的带外抑制特性。 综上所述，本发明结构简单、设计合理，在宽带滤波器的端口缝隙加载变容二极 管，在变容二极管两端加载偏置电压，可在宽带滤波器原有宽带基础上叠加一个窄的阻带， 从而引入陷波频率，通过改变变容二极管的容值可以实现陷波频率在全通带范围内的连续 调节，同时利用PIN二极管起到调节频率的作用，增强了宽带滤波器的自适应能力，使用效 果好。 下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。 附图说明 图1为本发明的结构示意图。 图2为本发明信号金属层的结构示意图。 图3为本发明信号金属层的尺寸标注图。 图4为本发明变容二极管容值与陷波频率和无载Q值的变化关系图。 图5为本发明陷波频率仿真图。 附图标记说明: 1—信号金属层；         2—介质层；             3—接地金属层； 101—金属通孔；         102—扰动孔；           103—信号输入微带线； 104—信号输出微带线；   105—第二缝隙；         106—第一缝隙； 107—第一变容二极管；   108—第二变容二极；     109—第一连接介质； 110—第一二极管；       111—第二连接介质；     112—第二二极管。