專(zhuān)利名稱(chēng)：基于微帶共面波導(dǎo)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(wú)線(xiàn)技術(shù)，特別是一種結(jié)構(gòu)緊湊的基于微帶共面波導(dǎo)的雙通帶超寬帶濾波器。
背景技術(shù)：
隨著通信技術(shù)的迅速發(fā)展，人 們對(duì)信息傳輸系統(tǒng)的要求越來(lái)越高。在此背景之下，超寬帶(UWB)技術(shù)以其系統(tǒng)簡(jiǎn)單、成本低、功耗小、數(shù)據(jù)傳輸速度快、安全性高等優(yōu)點(diǎn)成為目前通信領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。從20世紀(jì)60年代出現(xiàn)到20世紀(jì)90年代之前，UffB技術(shù)主要采用其最初的脈沖通信形式，并主要應(yīng)用于軍事上的雷達(dá)和低截獲率的通信系統(tǒng)。近年來(lái)，隨著微電子器件的技術(shù)和工藝的提高，UWB技術(shù)開(kāi)始應(yīng)用于民用領(lǐng)域，并在國(guó)際上掀起了對(duì)其研究、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的熱潮，被認(rèn)為是下一代無(wú)線(xiàn)通信的革命性技術(shù)。為了研究UWB技術(shù)在民用領(lǐng)域使用的可行性，自1998年起，美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)就超寬帶無(wú)線(xiàn)設(shè)備對(duì)原有窄帶無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的干擾及其相互共容的問(wèn)題開(kāi)始廣泛征求業(yè)界意見(jiàn)。在有美國(guó)軍方和航空界等眾多不同意見(jiàn)的情況下，F(xiàn)CC仍發(fā)放了 UWB技術(shù)在短距離無(wú)線(xiàn)通信領(lǐng)域的應(yīng)用許可，并于2002年2月批準(zhǔn)了 UWB技術(shù)用于短距離無(wú)線(xiàn)通信的中請(qǐng)，為UWB技術(shù)的產(chǎn)品商業(yè)化打開(kāi)了第一扇門(mén)，從而使得超寬帶系統(tǒng)的研究越來(lái)越受到人們的關(guān)注。超寬帶濾波器作為超寬帶通信系統(tǒng)的重要組成部分，也隨之得到了國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家的廣泛研究。然而由于超寬帶通信占有頻帶太寬(3. IGHz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(wú)線(xiàn)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(jí)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(lái)出現(xiàn)了一些新的設(shè)計(jì)思路，如缺陷地結(jié)構(gòu)、過(guò)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)用新型利用金屬微帶貼片上的微帶線(xiàn)到金屬接地板上的共面波導(dǎo)的一種垂直過(guò)渡方式進(jìn)行耦合方式，及在共面波導(dǎo)的諧振器上嵌入嵌套式雙C，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，所述金屬微帶貼片上的微帶線(xiàn)到金屬接地板上的共面波導(dǎo)的一種垂直過(guò)渡方式進(jìn)行耦合，在共面波導(dǎo)的諧振器上嵌入嵌套式雙C來(lái)實(shí)現(xiàn)雙通特性。上述金屬微帶貼片上的微帶線(xiàn)是左右對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)。上述金屬接地板上的共面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中具體結(jié)合多模諧振結(jié)構(gòu)。[0009]上述結(jié)合多模諧振結(jié)構(gòu)的共面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)有利于分配五個(gè)諧振頻率在整個(gè)超寬帶內(nèi)。本實(shí)用新型相對(duì)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(guò)改變金屬微帶貼片上的微帶尺寸來(lái)調(diào)節(jié)濾波器的通頻帶大小。(3)通過(guò)改變金屬接地板上共面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)和多模諧振結(jié)構(gòu)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(guò)改變?cè)诠裁娌▽?dǎo)的諧振器上嵌入嵌套式雙C的尺寸可以調(diào)整產(chǎn)生的刻痕阻帶的位置。
圖I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)仰視圖；圖3是本實(shí)用新型所述雙通帶超寬帶濾波器的S參數(shù)仿真結(jié)構(gòu)；圖4是本實(shí)用新型所述雙通帶超寬帶濾波器的群延遲；
具體實(shí)施方式
近年來(lái)，多模諧振開(kāi)始被應(yīng)用到微帶帶通濾波器的設(shè)計(jì)中，這種類(lèi)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-Wide Bandwidth)無(wú)線(xiàn)技術(shù)中得到應(yīng)用。本實(shí)用新型是利用金屬微帶貼片上的微帶線(xiàn)到金屬接地板上的共面波導(dǎo)的一種垂直過(guò)渡方式進(jìn)行耦合，在共面波導(dǎo)的諧振器上嵌入嵌套式雙C，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(duì)本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步的描述。如圖I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)。圖中，Cl1和(12分別為兩種微帶線(xiàn)的寬度，L1和L2為兩種微帶線(xiàn)的長(zhǎng)度。圖2為雙通帶超寬帶濾波器的基本結(jié)構(gòu)仰視圖，其中，介質(zhì)板的下表面為金色接地板20 (白色部分)。所述金屬接地板20包括共面波導(dǎo)30和一個(gè)加載嵌套式雙C存根21，其中共面波導(dǎo)30是由矩形共面波導(dǎo)31和多模諧振結(jié)構(gòu)32構(gòu)成。矩形共面波導(dǎo)31刻痕長(zhǎng)寬分別為L(zhǎng)3和d3，多模諧振結(jié)構(gòu)32的兩種微帶線(xiàn)的寬度為d4和d5，L4和L5為兩種微帶線(xiàn)的長(zhǎng)度，加載嵌套式雙C存根21長(zhǎng)度分別為L(zhǎng)6和L7,其雙C存根線(xiàn)寬度為d8，雙C存根開(kāi)口寬分別為d6和d7。圖3為用商用軟件CST2011仿真得到的S參數(shù)曲線(xiàn)。此濾波器的刻痕阻帶中心頻率為7. 7GHz，刻痕阻帶衰減大于25dB，-3dB帶寬為3. lGHz_7GHz和8. 3GHz_10. 3GHz。這個(gè)濾波器的整體性能較為優(yōu)異。圖4為用商用軟件CST2011仿真得到的群時(shí)延曲線(xiàn)。在兩個(gè)通帶內(nèi)德群時(shí)延都處于O. 2ns和O. 6ns之間，總的說(shuō)來(lái)在通帶內(nèi)時(shí)延性較為一致，刻痕點(diǎn)處的時(shí)延特別大。綜上所述此濾波器完全滿(mǎn)足設(shè)計(jì)指標(biāo)，是一個(gè)性能較為優(yōu)異的超寬帶濾波器。通過(guò)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)(金屬接地板上共面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)和多模諧振結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)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)，改變這種濾波器在共面波導(dǎo)的諧振器上嵌入嵌套式雙C的尺寸，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1.一種新型的基于微帶共面波導(dǎo)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，其特征在于，通過(guò)所述金屬微帶貼片上的微帶線(xiàn)到金屬接地板上的共面波導(dǎo)的一種垂直過(guò)渡方式進(jìn)行耦合，在共面波導(dǎo)的諧振器上嵌入嵌套式雙C來(lái)實(shí)現(xiàn)雙通特性。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述新型的基于微帶共面波導(dǎo)的雙通帶超寬帶濾波器，其特征在于，所述金屬微帶貼片上的微帶線(xiàn)是左右對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述新型的基于微帶共面波導(dǎo)的雙通帶超寬帶濾波器，其特征在于，所述金屬接地板上的共面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中具體結(jié)合多模諧振結(jié)構(gòu)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種新型的基于微帶共面波導(dǎo)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，它通過(guò)所述金屬微帶貼片上的微帶線(xiàn)到金屬接地板上的共面波導(dǎo)的一種垂直過(guò)渡方式進(jìn)行耦合，在共面波導(dǎo)的諧振器上嵌入嵌套式雙C來(lái)實(shí)現(xiàn)雙通特性。與在輸入輸出的饋線(xiàn)處或耦合線(xiàn)處加入能產(chǎn)生陷波特性的結(jié)構(gòu)的濾波器相比，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)H01P1/203GK202550034SQ20112051761
公開(kāi)日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2011年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月10日
發(fā)明者劉乘源, 蘇暢, 馬慶鐘 申請(qǐng)人:哈爾濱飛羽科技有限公司