1 引言
　　E面插片波導濾波器由于損耗小、高Q值，成本低，加工方便，適合批量生產(chǎn)從而得到廣泛的應用。盡管有很多優(yōu)點，但是也存在著帶外衰減緩慢，阻帶較窄，有時尺寸過大等缺點，限制了它在很多地方的應用。為了克服E面插片波導濾波器的缺點，本文提出了一種新型的具有高度選擇性的濾波器結構，即將E面插片波導和脊波導結合起來，在E面插片濾波器的諧振器中嵌入周期性的脊波導結構，實現(xiàn)了帶外衰減快，尺寸小的特點。
　　不同類型的周期性結構具有不同的特性，一直以來都是熱點研究課題。在濾波器中加入周期性結構就可以使得濾波器具有尺寸減小，提高帶外衰減的效果。這是由于周期性結構的慢波效應引起的：相對于在均勻傳輸線中傳播的波，慢波的相速和波導波長明顯的減小了，因此半波長諧振器的長度也相應的減小。同時由于慢波的散射關系，實現(xiàn)了帶外衰減特性的提高。
　　E面插片波導和脊波導組成的周期性結構是一種很容易實現(xiàn)的結構，如圖1所示，在E面插片濾波器的諧振器中級聯(lián)具有等間隙的脊波導，用這種周期性結構代替矩形波導中的諧振器。本文提出的新結構和標準E面插片濾波器很相似，除了具有E面插片濾波器的一般優(yōu)點外，還具有帶外衰減快，尺寸小的優(yōu)點。
　　
　　
　　圖1 加載脊波導的E面濾波器
　　2 理論分析
　　對于本文的新濾波器結構，將其分成兩個模塊進行分析，E面插片模塊和矩形波導-雙脊波導模塊，主要的分析方法是模式匹配法。E面插片結構的模型如圖2所示，膜片的厚度為t，長度為w，橫截面為a*b，插片平面與波導窄邊平行。
　　
　　圖2 E面插片結構
　　由于不連續(xù)性在x方向，y方向上是連續(xù)的，所以受TE10模激勵時，在不連續(xù)處只會激勵TEm0模式。將各區(qū)域中沿+Z和-Z方向傳播的所有模式考慮在內(nèi)，當和時，I區(qū)和II區(qū)、I區(qū)和III區(qū)在分界面Z=0處的橫向電場和磁場滿足邊界條件的連續(xù)性，從而通過模式展開求解膜片結構的散射參數(shù)，具體計算過程可參考相關文獻。
　　脊波導結構的模型如圖3所示，脊波導中TE和TM模式都存在，其最低模式的場結構與矩形波導中的主模很相似，只是在凸出部分的電場更為集中，棱角處有不均勻的電場，而在脊的兩側(cè)磁場也更為集中。由于凸緣的作用，相當于將矩形波導的寬邊加大，因此其最低模的截止波長更長，與次低模的截止波長相差也就更大，因此單模工作的頻帶更寬，即在同一頻率的情況下，脊波導的尺寸更小。