1 引言
　　互補型開口諧振環（CSRR）是一種通過在導體上蝕刻環狀開口槽來產生負有效介電常數的結構，在其諧振頻率附近會出現非常陡峭的阻帶傳輸特性。基片集成波導（SIW）是一種近年來廣受關注的新型傳輸線結構，它具有和填充了介質的矩形波導類似的傳輸特性，并且可以集成在薄介質基片上，方便的和其它平面微波器件相連，并且能用標準PCB工藝實現。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。文獻中報道的半模基片集成波導（HMSIW）對SIW做了進一步改進，在保留SIW的傳輸特性的同時將尺寸縮減了近50%。
　　本文將CSRR技術應用于HMSIW中，綜合利用兩者的傳輸特性提出了一種結構緊湊的窄帶帶通濾波器，并給出相應的設計過程和仿真與測試結果。實現的濾波器工作在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帶通濾波器結構
　　2 設計與仿真
　　本文中的HMSIW濾波器采用了圖1所示的結構。一個CSRR結構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以及矩形波導具有類似的內部電場分布，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，其細節如圖2所示。
　　
　　圖2 蝕刻于HMSIW上金屬表面的CSRR
　　整個設計過程大致可以分為兩步：首先，根據濾波器預定設計指標中的下邊帶位置確定HMSIW的寬度（W_1），這個寬度值應該使對應的HMSIW的截止頻率位于所設計濾波器的-3 dB帶寬之外，以保證濾波器的通帶響應不會被HMSIW所截止。這樣就能利用HMSIW的高通特性構成濾波器的下邊帶。具體的計算可以根據公式