專利名稱：基于多模矩形環(huán)諧振腔的雙通帶超寬帶濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及超寬帶無線技術(shù)，特別是一種結(jié)構(gòu)緊湊的基于多模矩形環(huán)諧振腔的雙通帶超寬帶濾波器。
背景技術(shù)：
19世紀(jì)后期馬可尼的無線電波發(fā)送和貝爾的電話發(fā)明為人類的通信方式帶來了神奇變化。通過兩者的結(jié)合，現(xiàn)在，我們擁有了讓我們在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)和任何人保持著聯(lián)絡(luò)的強(qiáng)大的通信工具。隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展，頻譜資源的日益匱乏，信號(hào)傳輸速率的要求日益提高，人們在提高頻帶利用率的同時(shí)，也同樣希望增加帶寬提高信息的傳輸速率，限制了無線通信技術(shù)的發(fā)展。因此，2002年美國聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)將3.1-10.6GHz之間的頻段解禁，并允許將其應(yīng)用于超寬帶設(shè)備中超寬帶技術(shù)受到了學(xué)術(shù)界和工業(yè)屆的廣泛關(guān)注，引起了超寬帶(Ultra-wideband, UWB)技術(shù)的研究熱潮。然而由于超寬帶通信占有頻帶太寬(3.1GHz到10.6GHz)，在這個(gè)頻段內(nèi)已經(jīng)存在一些常規(guī)的通信，例如:如用于衛(wèi)星通信的C波段和X波段，無線局域網(wǎng)(WLAN)和寬帶互通微波接入(WiMAX)。如何解決同頻干擾成為UWB研究重要內(nèi)容，而帶刻痕的超寬帶濾波器成為了關(guān)鍵。UWB濾波器多通帶化的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法是多個(gè)濾波器的級聯(lián)，增加了系統(tǒng)體積和設(shè)計(jì)成本，同時(shí)易造成部件間的失配，降低系統(tǒng)的效率。近年來出現(xiàn)了一些新的設(shè)計(jì)思路，如多模諧振結(jié)構(gòu)、缺陷地結(jié)構(gòu)、過孔結(jié)構(gòu)或者多層LTCC結(jié)構(gòu)，雖有一定技術(shù)進(jìn)步，但是在系統(tǒng)大規(guī)模集成、阻帶任意可調(diào)等關(guān)鍵技術(shù)要素方面有所欠缺。所以設(shè)計(jì)具有可調(diào)刻痕阻帶的雙通帶超寬帶濾波器具有重要的意義。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型利用折疊式多模矩形環(huán)諧振結(jié)構(gòu)優(yōu)異的諧振特性，其目的是為了設(shè)計(jì)出一種結(jié)構(gòu)緊湊性能優(yōu)異，實(shí)用范圍廣泛的雙通帶超寬帶濾波。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案:一種新型的基于多模矩形環(huán)諧振腔的雙通帶超寬帶濾波器，包括形成于介質(zhì)板上、下表面的金屬微帶貼片和金屬接地板，所述金屬微帶貼片包括多模諧振腔和一個(gè)加載開路均勻微帶線存根，其中多模諧振腔是由全波長的微帶線和附加的三個(gè)矩形環(huán)加載存根構(gòu)成的。。所述的基于多模矩形環(huán)諧振腔的雙通帶超寬帶濾波器，其特征在于，全波長的微帶線和附加的三個(gè)矩形環(huán)加載存根之間用一組交趾電容連接，所述交趾電容的每條交趾的寬度與各交趾之間的間隙相等。所述的基于多模矩形環(huán)諧振腔的雙通帶超寬帶濾波器，其特征在于，三個(gè)矩形環(huán)加載是以中軸對稱，但不相同尺寸。所述的基于多模矩形環(huán)諧振腔的雙通帶超寬帶濾波器，其特征在于，在三個(gè)矩形環(huán)加載存根下加載開路均勻微帶線存根，通過加載的開路均勻微帶線存根實(shí)現(xiàn)雙通帶。[0011]本實(shí)用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及特性:(I)結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸小，易于加工，且制作價(jià)格便宜。(2)在固定濾波器通帶的中心頻點(diǎn)的同時(shí)，可以通過改變交趾電容的數(shù)目來調(diào)節(jié)濾波器的通頻帶大小。(3)通過改變交趾電容和三矩形環(huán)加載存根的尺寸，或者改變介質(zhì)板的介電常數(shù)的大小都可以調(diào)整濾波器的通頻帶的大小和中心頻點(diǎn)的位置。(4)通過改變加載開路均勻微帶線存根的尺寸可以調(diào)整產(chǎn)生的刻痕阻帶的位置。
圖1是本實(shí)用新型所述雙通帶超寬帶濾波器的基本結(jié)構(gòu)俯視圖；圖2是本實(shí)用新型所述雙通帶超寬帶濾波器的基本結(jié)構(gòu)主視圖；圖3是本實(shí)用新型所述雙通帶超寬帶濾波器的基本結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；圖4是本實(shí)用新型所述雙通帶超寬帶濾波器的等效電路具體實(shí)施方式
近年來，多模矩形環(huán)諧振開始被應(yīng)用到微帶帶通濾波器的設(shè)計(jì)中，這種類型濾波器充分利用在通帶內(nèi)呈現(xiàn)多個(gè)諧振模式的特性，實(shí)現(xiàn)多模矩形環(huán)諧振濾波器具有多通帶超寬帶性能。與其它的雙通超寬帶濾波器相比，這種濾波器的結(jié)構(gòu)緊湊，易于加工，適用范圍廣，有望在超寬帶(Ultra-WideBandwidth)無線技術(shù)中得到應(yīng)用。本實(shí)用新型真是利用諧振結(jié)構(gòu)的多諧振特性，設(shè)計(jì)了一種低成本、高性能，適用范圍較廣的雙通帶超寬帶濾波器。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步的描述。如圖1所示，本實(shí)用新型所述雙通帶超寬帶濾波器采用雙面覆銅箔的介質(zhì)板制造。其中，介質(zhì)板上表面為金屬微帶貼片10 (白色部分)，介質(zhì)板的下表面為金色接地板20(灰色部分)。所述金屬微帶貼片10包括多模諧振腔30和一個(gè)加載開路均勻微帶線存根11，其中多模諧振腔30是由全波長的微帶線31和附加的三個(gè)矩形環(huán)加載存根32構(gòu)成。圖中，A和1*2分別為三個(gè)矩形環(huán)加載的外環(huán)長寬，1*3和r4分別為三個(gè)矩形環(huán)加載的內(nèi)環(huán)長寬，L1為連接三個(gè)圓形加載的微帶線的長度，中間大矩形環(huán)下端距微帶線的高度為Ii1，兩旁小矩形環(huán)下端距微帶線的高度為h2，相鄰兩個(gè)矩形環(huán)環(huán)心間距為d4，交趾電容的長度為L3和L4，饋電端微帶線長為L5,開路均勻微帶線長為L6，連接三個(gè)矩形環(huán)加載的微帶線和交趾電容的微帶線寬度均為Cl1，開路均勻微帶線寬度為d2，饋電端微帶線寬為d3。圖2和圖3分別為雙通帶超寬帶濾波器的基本結(jié)構(gòu)主視圖和側(cè)視圖，其中比為介質(zhì)的厚度，ht為金屬貼片和地板的厚度。這種雙通帶超寬帶濾波器的工作原理可以用圖4所示的等效電路模型來分析。介質(zhì)板上表面的金屬微帶貼片10由多模諧振腔(MMR)30和一個(gè)加載開路均勻微帶線存根11兩部分組成，其中:開路均勻微帶線存根11等效為雙諧振的LC諧振回路。該雙通帶濾波器的交趾電容兩端連接的是普通激勵(lì)源(50 Ω )。通過這種結(jié)構(gòu)不同參數(shù)的設(shè)置實(shí)現(xiàn)雙通帶超寬帶的特性，隨著濾波器的某些結(jié)構(gòu)參數(shù)(交趾電容和矩形環(huán)加載微帶線的長度，介質(zhì)板的介電常數(shù))的變化，該超寬帶濾波器的通頻帶帶寬在變化，中心頻點(diǎn)也在變化。與此同時(shí)，改變這種濾波器結(jié)構(gòu)的交趾電容交趾的數(shù)量，可以使得濾波器在固定其通頻帶的中心頻點(diǎn)的同時(shí)，調(diào)整通頻帶的大小。通過調(diào)整均勻開路微帶線中樹杈的尺寸和角度可以實(shí)現(xiàn)雙通帶的性能及諧振頻點(diǎn)的調(diào)整。
權(quán)利要求1.一種新型的基于多模矩形環(huán)諧振腔的雙通帶超寬帶濾波器，其特征在于，包括形成于介質(zhì)板上、下表面的金屬微帶貼片和金屬接地板，所述金屬微帶貼片包括多模諧振腔和一個(gè)加載開路均勻微帶線存根，其中多模諧振腔是由全波長的微帶線和附加的三個(gè)矩形環(huán)加載存根構(gòu)成的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多模矩形環(huán)諧振腔的雙通帶超寬帶濾波器，其特征在于，全波長的微帶線和附加的三個(gè)矩形環(huán)加載存根之間用一組交趾電容連接，所述交趾電容的每條交趾的寬度與各交趾之間的間隙相等。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多模矩形環(huán)諧振腔的雙通帶超寬帶濾波器，其特征在于，三個(gè)矩形環(huán)加載是以中軸對稱，但不相同尺寸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多模矩形環(huán)諧振腔的雙通帶超寬帶濾波器，其特征在于，在三個(gè)矩形環(huán)加載存根下加載開路均勻微帶線存根，通過加載的開路均勻微帶線存根實(shí)現(xiàn)雙通帶。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種新型的基于多模矩形環(huán)諧振腔的雙通帶超寬帶濾波器，包括形成于介質(zhì)板上、下表面的金屬微帶貼片和金屬接地板，所述金屬微帶貼片包括多模諧振腔和一個(gè)加載開路均勻微帶線存根，其中多模諧振腔是由全波長的微帶線和附加的三個(gè)矩形環(huán)加載存根構(gòu)成的。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸小，易加工，且制作價(jià)格便宜等特點(diǎn)，適用范圍較廣的雙通帶超寬帶濾波器。
文檔編號(hào)H01P1/203GK202930512SQ201220656620
公開日2013年5月8日 申請日期2012年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月4日
發(fā)明者蘇暢, 劉乘源, 劉文儉 申請人:哈爾濱飛羽科技有限公司