一种接近零epsilon值的衬底集成波导谐振器

《IEEE Microwave and Wireless Technology Letters》：An Epsilon-Near-Zero Substrate Integrated Waveguide Resonator

该研究提出了一种epsilon-near-zero（ENZ）基板集成波导（SIW）谐振器，通过在 avoided mode crossing（AMC）处激发超级腔（SC）模式实现有效介电常数趋近于零，品质因数提升超过2倍。在2.06GHz处实测无载品质因数为490（仿真720），对比传统TM11模式激发时品质因数显著降低。该结构采用常规Roger TMM13i 0.075英寸基板，面积仅0.035λ，展示了在先进滤波器设计中的重大潜力。

　　

摘要：

本文介绍了一种首个接近零介电常数（ENZ）的基板集成波导（SIW）谐振器，与传统SIW谐振器相比，其品质因数提高了超过2倍。该谐振器通过在一个接近避免模式交叉（AMC）的位置激发超腔（SC）模式来实现这一性能，此时其有效介电常数接近于零。为实现这一功能，需要使用高折射率谐振器（HIR），并将其集成在SIW谐振器内部，而无需额外占用空间。所提出的ENZ SIW谐振器在2.06 GHz频率下的实测无负载品质因数为490（仿真值为720）。该谐振器采用传统的Roger TMM13i 0.075英寸基板制造，所占面积为0.035λ2，其中λ为自由空间波长，ε_r为SIW波导的介电常数（值为12.2）。当使用远离ENZ模式区域的传统TM11模式激发时，该谐振器的实测无负载品质因数为217（仿真值为350）。这些结果表明，这项技术在先进滤波器架构中具有巨大潜力。