專利名稱：一種缺陷微帶線結(jié)構(gòu)的微帶低通濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于微波傳輸器件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于微波集成電路中的缺陷微帶線結(jié)構(gòu)(DMS)低通濾波器。
背景技術(shù)：
低通濾波器是無線通信系統(tǒng)中的重要部件之一，用于抑制諧波和雜波信號(hào)，在通信系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)微帶濾波器尺寸較大、阻帶較窄、綜合特性較差，不能滿足無線通信快速發(fā)展的要求。自從1999年J. I. Park和Kim等人提出了缺陷地結(jié)構(gòu)(DefectedGround Structure),國內(nèi)外學(xué)者,將DGS結(jié)構(gòu)廣泛的應(yīng)用于微波毫米波電路設(shè)計(jì),如抑制高次諧雜波、設(shè)計(jì)性能良好的低通、帶阻、帶通濾波器。但是，由于DGS結(jié)構(gòu)是在金屬接地板背面刻蝕缺陷圖案，改變了金屬接地板的結(jié)構(gòu)，背向能量泄漏，輻射特性容易受到影響。最近， 在研究DGS的基礎(chǔ)上,又提出了缺陷微帶線結(jié)構(gòu)(Defected Microstrip Structure)。與DGS結(jié)構(gòu)比較，缺陷微帶線結(jié)構(gòu)(DMS)同樣具有DGS結(jié)構(gòu)類似的慢波特性和阻帶特性，并且，金屬接地板完整，能減小與地面噪音串?dāng)_，降低電磁干擾，更加適合集成微波電路。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的是針對(duì)傳統(tǒng)微帶濾波器尺寸較大、阻帶較窄及DGS結(jié)構(gòu)微帶線濾波器背面能量泄漏等缺陷，提出了一種利用缺陷微帶線結(jié)構(gòu)(DMS)設(shè)計(jì)的微帶低通濾波器，此種濾波器，結(jié)構(gòu)緊湊、面積小、選擇性高、帶通性能優(yōu)越和帶外抑制效果高。技術(shù)方案一種缺陷微帶線結(jié)構(gòu)的微帶低通濾波器，采用平面印刷技術(shù)，適用于需要將濾波器與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)平面集成的應(yīng)用場(chǎng)合。缺陷微帶線結(jié)構(gòu)(DMS)具有慢波特性和禁帶特性兩個(gè)鮮明的特點(diǎn)，慢波特性影響濾波器的通帶性能，可實(shí)現(xiàn)濾波器緊湊設(shè)計(jì)；禁帶特性可以抑制不需要的雜散信號(hào)和傳輸泄漏信號(hào)。此濾波器包括微帶線饋線、補(bǔ)償微帶線、金屬地平面、介質(zhì)基板，G形缺陷圖案單元。微帶線饋線、補(bǔ)償微帶線和金屬地平面分別放在介質(zhì)板的兩面，在補(bǔ)償微帶線上刻蝕四對(duì)并列個(gè)G形的缺陷圖案，通過級(jí)聯(lián)四對(duì)的G形，產(chǎn)生的帶隙特性，能夠?qū)崿F(xiàn)高的選擇性和好的帶外抑制。有益效果與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
本發(fā)明通過級(jí)聯(lián)的DMS實(shí)現(xiàn)的低通濾波器結(jié)構(gòu)緊湊、面積小、低通特性好，通帶內(nèi)紋波小，回波損耗較大；過渡帶頻率選擇性高；阻帶頻帶寬，插入損耗大，避免DGS結(jié)構(gòu)濾波器背面能量泄漏。本發(fā)明采用將級(jí)聯(lián)的缺陷圖案刻蝕補(bǔ)償微帶線上，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，簡(jiǎn)化加工工藝。本發(fā)明利用缺陷微帶線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的濾波器，適合移動(dòng)通信應(yīng)用，制作簡(jiǎn)單，易于集成，實(shí)現(xiàn)了高頻率選擇性，低帶內(nèi)損耗，同時(shí)，結(jié)合印制板工藝懸置微帶線色散效應(yīng)很小，可廣泛應(yīng)用于微波傳輸器件中。


圖I是本發(fā)明提供的具有G形缺陷微帶線結(jié)構(gòu)的微帶低通濾波器的整體結(jié)構(gòu)示意 圖2是本發(fā)明提供的具有G形缺陷微帶線結(jié)構(gòu)的微帶線。圖3是本發(fā)明提供的具有G形缺陷微帶線結(jié)構(gòu)的微帶低通濾波器的實(shí)物測(cè)試結(jié)果。其中微帶線饋線1，補(bǔ)償微帶線2，G形缺陷圖案的環(huán)帶3，G形缺陷圖案的縫隙4，G形濾波器介質(zhì)層5，濾波器金屬接地平面6，G形缺陷圖案7。
具體實(shí)施例方式 本發(fā)明實(shí)施例的缺陷微帶線結(jié)構(gòu)的微帶低通濾波器，如圖I所示。采用50歐姆阻抗匹配的微帶線饋線和補(bǔ)償微帶線結(jié)構(gòu)，并在補(bǔ)償微帶線上刻蝕四對(duì)并列個(gè)G形缺陷圖案，構(gòu)成基于缺陷微帶線結(jié)構(gòu)(DMS)的低通濾波器。本發(fā)明實(shí)施例中的DMS低通濾波器，包括50歐姆阻抗匹配的微帶線饋線、補(bǔ)償微帶線和G形缺陷圖案,其中，介質(zhì)基底的尺寸為長(zhǎng)26mm,寬15mm,高Imm,介質(zhì)基板選用聚四氟乙烯，基板的相對(duì)介電常數(shù)為2. 65。如圖2所示，50歐姆匹配的微帶線饋線I的導(dǎo)帶寬度為2. 2mm,長(zhǎng)度為2mm ;補(bǔ)償微帶線2寬度15臟，長(zhǎng)度22mm。DMS結(jié)構(gòu)濾波器中有兩種不同尺寸的G形缺陷圖案，第一種G形，外環(huán)半徑為2. 5mm,內(nèi)環(huán)半徑為I. 5mm,即環(huán)帶3寬度為I. Omm,縫隙4寬度為0. 6mm,縫隙4深度為6mm,第二種G形,夕卜環(huán)半徑為2. 5mm,內(nèi)環(huán)半徑為I. 5mm,環(huán)帶3寬度為I. Omm,縫隙4寬度為0. 6mm,縫隙4深度為3mm。兩種不同的G形，分別抑制不同的頻帶。四對(duì)G形圖案，級(jí)聯(lián)的刻蝕在微帶線上，且級(jí)聯(lián)的G形圖案之間間隔5. 2mm。圖3給出了低通濾波器的實(shí)測(cè)結(jié)果圖，曲線Sll表示回波損耗，曲線S21表示插入損耗。從該實(shí)測(cè)結(jié)果可以看出，在通帶范圍內(nèi)，插入損耗小于IdB,回波損耗小于-18dB,截止頻率為3. 17GHz ;過渡帶從3. 17GHz到3. 26GHz，頻率選擇性達(dá)189dB/GHz ;在阻帶范圍內(nèi)，阻帶內(nèi)平均插入損耗達(dá)25dB。本實(shí)施例低通濾波器具有良好的低通濾波特性。這種低通濾波器不僅可以廣泛的應(yīng)用于微波電路，還可以應(yīng)用于便攜移動(dòng)通信設(shè)備。濾波器各部分的設(shè)計(jì)參數(shù)直接影響和最終決定濾波器的總體效果和性能。為了滿 足工程應(yīng)用中的需要，通過改變G形圖案中的環(huán)帶寬度，縫隙寬度和深度，可以實(shí)現(xiàn)濾波器的不同頻率響應(yīng)。根據(jù)使用的基板介電常數(shù)和厚度的不同，缺陷圖案和微帶補(bǔ)償線濾波器的尺寸設(shè)計(jì)可以相應(yīng)地變化。
權(quán)利要求
1.一種缺陷微帶線結(jié)構(gòu)的微帶低通濾波器，包括微帶線饋線(I)、補(bǔ)償微帶線(2)、介質(zhì)基板(5)，金屬接地平面(6)、缺陷圖案單元(7)，G形缺陷圖案(7)是由同心環(huán)帶(3)和縫隙(4 )構(gòu)成；其特征在于微帶線饋線(I)，補(bǔ)償微帶線(2 )在介質(zhì)基板(5 )的上表面，補(bǔ)償微帶線(2)寬度比50歐姆匹配的微帶線饋線(I)寬，在補(bǔ)償微帶線(2)上刻蝕四對(duì)級(jí)聯(lián)的G形的缺陷圖案(7)，G形缺陷圖案(7)通過縫隙(4)開槽，基板背面金屬接地平面(6)完整。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的缺陷微帶線結(jié)構(gòu)低通濾波器，其特征在于G形缺陷微帶線結(jié)構(gòu)在直線微帶線內(nèi)，四對(duì)級(jí)聯(lián)G形缺陷圖案(7)互不相交。
全文摘要
一種缺陷微帶線結(jié)構(gòu)的微帶低通濾波器，屬于微波器件技術(shù)領(lǐng)域，涉及微波集成電路。本發(fā)明微帶低通濾波器包括微帶線饋線(1)、補(bǔ)償微帶線(2)、介質(zhì)基板(5)、接地金屬板(6)和在補(bǔ)償微帶線上刻蝕的缺陷圖案單元(7)。G形缺陷圖案(7)是由同心環(huán)帶(3)和縫隙(4)構(gòu)成，形狀近似G形。本發(fā)明是在補(bǔ)償微帶線上刻蝕四對(duì)并列的G形缺陷圖案，利用級(jí)聯(lián)缺陷微帶線結(jié)構(gòu)的帶隙特性，實(shí)現(xiàn)低通濾波特性，兩種不同的G形缺陷圖案分別用于抑制不同頻段。本發(fā)明簡(jiǎn)化了加工復(fù)雜度、結(jié)構(gòu)緊湊、易于集成，同時(shí)，選擇性高，帶通性能優(yōu)越和帶外抑制效果高，適用于射頻微波通信。
文檔編號(hào)H01P1/203GK102629703SQ201210139779
公開日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2012年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月8日
發(fā)明者何思佳, 尚帥, 應(yīng)偉兵, 曹海林, 李豪, 楊力生, 管偉, 陳世勇 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)