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滤波器作为无线微波与毫米波系统中的关键器件,其集成度与性能之间相互矛盾的问题一直是滤波器设计研发的需要解决的重点与难点,而基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide,SIW)结构的提出则为解决上述矛盾提供了良好的途径。SIW结构不仅继承了平面传输线小型化、易集成、低成本的优点,同时还具备类似于矩形金属波导高Q值、低损耗、高功率容量的特性,因此,SIW滤波器技术一直是近年来工业界与学术界研究的热点,其相关技术的研究对微波系统发展有着重要意义。在基于谐振器耦合架构的SIW滤波器的设计过程中,通常由于其耦合结构(感性窗或弱电耦合结构)的限制,其谐振器之间的耦合结构实现大多采用加载感性窗的方式,但这种方式由于其物理结构的限制,很难获得强耦合系数以支撑超宽带滤波器的实现,这大幅限制了SIW技术在谐振器耦合形式滤波器设计中的应用能力。针对上述情况,本文提出了一种基于微带直接加载的半模基片集成波导(Half Mode Substrate Integrated Waveguide,HMSIW)谐振器耦合结构,并对其特性和相关滤波器件设计技术进行了深入研究,给出了基于上述新型耦合结构的新型窄带带通滤波器、新型超宽带滤波器以及新型双通带滤波器的结构与其综合设计方法,验证了新型耦合结构在不同功能需求的SIW滤波器中应用能力,丰富了SIW滤波器的设计思路。本文的主要内容和创新点如下:(1)基于对HMSIW谐振器场分布以及相关场分布所对应的耦合特性的研究,提出了一种基于微带直接加载的新型HMSIW谐振器耦合结构,该耦合结构采用在HMSIW谐振器磁壁处直接加载微带的方式实现,其结构设计简单,可实现耦合系数在大范围内的灵活调节(由弱至强),为滤波器的实现提供一种新思路。(2)基于所提出的耦合结构,对工作在X波段的新型窄带HMSIW带通滤波器和新型超宽带HMSIW带通滤波器进行了设计。窄带HMSIW带通滤波器中心频率12GHz,相对带宽7%;两个超宽带HMSIW带通滤波器相对带宽分别为40%和51%,带内插入损耗小于0.4dB,回波损耗大于-15dB。值得说明的是,上述滤波器均巧妙的利用微带直接加载耦合结构实现了源与负载的耦合,在有限的频带内产生带外传输零点,提高了滤波器的选择特性。(3)基于所提出的耦合结构,设计了一款具有双通带的HMSIW带通滤波器。该双通带SIW滤波器工作于8GHz和14.45GHz,相对带宽分别为12.5%和4.1%。引入源与负载的耦合,在10.6GHz、16GHz和17GHz产生3个带外传输零点,提高了滤波器带外抑制水平。