1 引言
　　互補(bǔ)型開口諧振環(huán)（CSRR）是一種通過在導(dǎo)體上蝕刻環(huán)狀開口槽來產(chǎn)生負(fù)有效介電常數(shù)的結(jié)構(gòu)，在其諧振頻率附近會出現(xiàn)非常陡峭的阻帶傳輸特性。基片集成波導(dǎo)（SIW）是一種近年來廣受關(guān)注的新型傳輸線結(jié)構(gòu)，它具有和填充了介質(zhì)的矩形波導(dǎo)類似的傳輸特性，并且可以集成在薄介質(zhì)基片上，方便的和其它平面微波器件相連，并且能用標(biāo)準(zhǔn)PCB工藝實(shí)現(xiàn)。SIW的寬度由工作頻段直接決定，這使其尺寸在較低的微波頻段仍然顯得偏大。文獻(xiàn)中報道的半模基片集成波導(dǎo)（HMSIW）對SIW做了進(jìn)一步改進(jìn)，在保留SIW的傳輸特性的同時將尺寸縮減了近50%。
　　本文將CSRR技術(shù)應(yīng)用于HMSIW中，綜合利用兩者的傳輸特性提出了一種結(jié)構(gòu)緊湊的窄帶帶通濾波器，并給出相應(yīng)的設(shè)計(jì)過程和仿真與測試結(jié)果。實(shí)現(xiàn)的濾波器工作在K波段，通帶中心頻率為20GHz，相對帶寬為6.2%。
　　
　　圖1 基于CSRR的HMSIW帶通濾波器結(jié)構(gòu)
　　2 設(shè)計(jì)與仿真
　　本文中的HMSIW濾波器采用了圖1所示的結(jié)構(gòu)。一個CSRR結(jié)構(gòu)可以由軸向的電場激勵，其被激勵時的等效模型類似于一個電偶極子。文獻(xiàn)中將CSRR蝕刻于SIW的上金屬表面，使其可以被SIW中傳播的TE10模激勵。考慮到HMSIW中傳播的是TE0.5，1波，它和SIW以及矩形波導(dǎo)具有類似的內(nèi)部電場分布，所以我們將CSRR蝕刻于HMSIW的上表面，將開口縫隙沿HMSIW的縱向擺放，以保證其在HMSIW上被正確的激勵，其細(xì)節(jié)如圖2所示。
　　
　　圖2 蝕刻于HMSIW上金屬表面的CSRR
　　整個設(shè)計(jì)過程大致可以分為兩步：首先，根據(jù)濾波器預(yù)定設(shè)計(jì)指標(biāo)中的下邊帶位置確定HMSIW的寬度（W_1），這個寬度值應(yīng)該使對應(yīng)的HMSIW的截止頻率位于所設(shè)計(jì)濾波器的-3 dB帶寬之外，以保證濾波器的通帶響應(yīng)不會被HMSIW所截止。這樣就能利用HMSIW的高通特性構(gòu)成濾波器的下邊帶。具體的計(jì)算可以根據(jù)公式