專利名稱：一種基于矩形分形多模諧振器的微帶寬帶濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種基于矩形分形多模諧振器的微帶寬帶帶通濾波器，該寬帶帶通濾波器結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸小，通帶內(nèi)具有較小的插入損耗，同時具有較寬的上阻帶，具有良好的寬頻帶特性和較高的頻率選擇性。
背景技術(shù)：
近些年，隨著超寬帶(UWB)技術(shù)在無線通信技術(shù)和無線多媒體業(yè)務的不斷應用，也加速了寬帶濾波器技術(shù)的飛速發(fā)展，多種多樣的多模諧振器結(jié)構(gòu)被廣泛應用于寬帶濾波器的設(shè)計中，以提高濾波器的寬帶特性。從現(xiàn)有的寬帶通濾波器實際性能來看雖然也較為滿意，但是還存在一些不足之處有待于改進。現(xiàn)有的基于多模諧振器的寬帶濾波器，如基于雙模、三模階狀阻抗諧振器或者兩種諧振器的綜合而設(shè)計的寬帶帶通濾波器，相對帶寬可達到50%以上，但很難得到較低的插入損耗。后來對于上述寬帶濾波器進行了一定的改進，引入了環(huán)形諧振器，獲得了較低的通帶內(nèi)插入損耗，但是相應的上阻帶寬度和頻率選擇等性能還是存在很大的不足。因此設(shè)計一種寬阻帶、高頻率選擇性且具有低插入損耗的寬帶帶通濾波器具有重要的意義。

實用新型內(nèi)容為了改善現(xiàn)有寬帶濾波器中上阻帶寬度、插入損耗等性能，本實用新型提供了一種基于矩形分形多模諧振器的微帶寬帶濾波器，其中采用新型的矩形分形多模諧振器(10)用來改善通帶內(nèi)性能，采用非對稱性的H型結(jié)構(gòu)構(gòu)成兩個帶阻部分(20，21)用來拓寬上阻帶。本實用新型所采用的技術(shù)方案是:一種基于矩形分形多模諧振器的微帶寬帶濾波器，其特征在于，包括形成于介質(zhì)板(40)上、下表面的金屬微帶貼片(30)和金屬接地板(50)，所述金屬微帶貼片包括矩形分形多模諧振器(10)、兩個帶阻部分(20，21)。所述的一種基于矩形分形多模諧振器的微帶寬帶濾波器，其特征在于，矩形分形多模諧振器(10)和兩個帶阻部分(20，21)以平行耦合微帶線相互耦合。所述的一種基于矩形分形多模諧振器的微帶寬帶濾波器，其特征在于，矩形分形多模諧振器(10)是基于階狀阻抗全波長環(huán)形諧振器(SORR)和階狀阻抗半波長諧振器(SHR)的結(jié)合和改善。所述的一種基于矩形分形多模諧振器的微帶寬帶濾波器，其特征在于，兩個帶阻部分(20，21)采用非對稱π型結(jié)構(gòu)應用于輸入輸出部分，目的是拓寬上阻帶，非對稱式的η型帶阻部分是由兩段長度不相等的微帶線存根(L1, L2)構(gòu)成。本實用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點及特性:(I)結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸小，易于加工，且制作價格便宜。(2) 3dB相對帶寬可達到50%以上，而且具有較寬的上阻帶。[0013](3)具有陡峭的裙邊帶和很高的頻率選擇性。(4)通帶內(nèi)插入損耗很低，可達到IdB以下。

圖1基于矩形分形多模諧振器的寬帶濾波器的基本結(jié)構(gòu)俯視具體實施方式
近年來，多模環(huán)型諧振器開始被應用到微帶帶通濾波器的設(shè)計中，這種類型濾波器充分利用在通帶內(nèi)呈現(xiàn)多個諧振模式的特性，實現(xiàn)多模環(huán)形諧振腔具有較好的寬帶性能而且其結(jié)構(gòu)緊湊，易于加工，適用范圍廣，本實用新型正是利用諧振結(jié)構(gòu)的多諧振特性，設(shè)計了一種低成本、高性能的微帶寬帶帶通濾波器。
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體結(jié)構(gòu)作進一步的描述。如圖1所示，本實用新型由矩形分形多模諧振器(10)、兩個帶阻部分(20，21)組成。矩形分形多模諧振器和兩個帶阻部分通過平行耦合微帶線相互耦合。如圖1所示，該濾波器矩形分形多模諧振器(10)部分的尺寸為:矩形分形外部的長W2=7.50mm,寬Ln=6.3mm,矩形分形寬度W3=0.4mm,下一級分形四邊形各頂點分別為上一級四邊形各邊的中點。其它尺寸為:L4=0.60mm，L5=16.90mm,L8=23.51mm，L9=6.45mm，L10=L 76mm，W1=L 13mm，s=0.37mm。如圖1所示，該濾波 器兩個帶阻部分(20，21)部分的尺寸為:兩個微帶線存根的長度:1^=7.99mm, L2=6.03mm。非對稱π型結(jié)構(gòu)的其它結(jié)構(gòu)的尺寸為:L6=4.75mm, L7=0.74mm, L3=18.47mm η介質(zhì)基板(40)的選擇:本實用新型采用的介質(zhì)基板的尺寸為2cm*6cm,其相對介電常數(shù)為11.2，該基板價格較低，損耗較小，應用范圍廣。在實際中，可根據(jù)實際應用采用其它介電常數(shù)損耗角的介質(zhì)基板，本實用新型采用的介質(zhì)基板的介電常數(shù)損耗角為0.009，其厚度為1.6mm，滿足所需的強度。矩形分形多模諧振器(10)的設(shè)計:近年來，多模環(huán)型諧振器開始被廣泛應用到微帶寬帶帶通濾波器的設(shè)計中，這種類型的濾波器充分利用了在通帶內(nèi)呈現(xiàn)多個諧振模式的特性，實現(xiàn)多模環(huán)形諧振器具有較好的寬帶性能而且其結(jié)構(gòu)緊湊，易于加工。本實用新型設(shè)計的矩形分形多模諧振器是基于階狀阻抗全波長環(huán)形諧振器(SORR)和階狀阻抗半波長諧振器(SHR)的結(jié)合和改善，其結(jié)構(gòu)緊湊、易于加工，且能夠產(chǎn)生很好的通帶性能。本實用新型設(shè)計的矩形分形多模諧振器在通帶內(nèi)產(chǎn)生四個傳輸極點，在上、下截止頻率處產(chǎn)生兩個傳輸零點，其產(chǎn)生的通帶相對帶寬可達55%以上，而且實現(xiàn)了陡峭的裙邊帶和高頻率選擇性。兩個帶阻部分(20，21)的設(shè)計:本實用新型采用非對稱式的π型結(jié)構(gòu)構(gòu)成帶阻部分，將其應用于輸入輸出部分可拓寬上阻帶。其中非對稱式的η型帶阻部分是由兩段長度不相等的微帶存根(L1, L2)構(gòu)成，該結(jié)構(gòu)能夠在高頻上阻帶部分產(chǎn)生兩個傳輸零點，從而達到抑制諧波效應、拓寬上阻帶的效果。該寬帶帶通濾波器的兩個帶阻部分連接的是普通激勵源(50Ω )。為了減小濾波器的體積，將微帶線折疊起來。此設(shè)計不僅使得濾波器的結(jié)構(gòu)更為緊湊，更能很好的實現(xiàn)通信。本實用設(shè)計的濾波器不僅能實現(xiàn)55%以上的相對帶寬，而且具有較高的頻率選擇性和很好的阻帶特性，同時通帶內(nèi)插入損耗較低，結(jié)構(gòu)簡單、體積小，印刷在介質(zhì)基板的兩面，便于批量生產(chǎn)，調(diào)試，且成本低廉。
權(quán)利要求1.種基于矩形分形多模諧振器的微帶寬帶濾波器，其特征在于，包括形成于介質(zhì)板(40)上、下表面的金屬微帶貼片(30)和金屬接地板(50)，所述金屬微帶貼片包括矩形分形多模諧振器(10)、兩個帶阻部分(20，21)。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于矩形分形多模諧振器的微帶寬帶濾波器，其特征在于，矩形分形多模諧振器(10)和兩個帶阻部分(20，21)以平行耦合微帶線相互耦合。
3.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于矩形分形多模諧振器的微帶寬帶濾波器，其特征在于，矩形分形多模諧振器(10)是基于階狀阻抗全波長環(huán)形諧振器(SORR)和階狀阻抗半波長諧振器(SHR)的結(jié)合和改善。
4.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于矩形分形多模諧振器的微帶寬帶濾波器，其特征在于，兩個帶阻部分(20，21)采用非對稱π型結(jié)構(gòu)應用于輸入輸出部分，目的是拓寬上阻帶，非對稱式的η型帶阻部分是由兩段長度不相等的微帶線存根(L1, L2)構(gòu)成。
專利摘要本實用新型公開了一種基于矩形環(huán)多模諧振器的微帶寬帶濾波器，它包括形成于介質(zhì)板(40)上、下表面的金屬微帶貼片(30)和金屬接地板(50)，所述金屬微帶貼片包括矩形環(huán)多模諧振器(10)、兩個阻帶部分(20，21)。其中矩形環(huán)多模諧振器是基于階狀阻抗全波長環(huán)形諧振器(SORR)和階狀阻抗半波長諧振器(SHR)的結(jié)合和改善，而兩個阻帶部分采用非對稱π型結(jié)構(gòu)應用于輸入輸出部分。本實用新型具有結(jié)構(gòu)緊湊，上阻帶寬，通帶內(nèi)插入損耗小等特點。
文檔編號H01P7/00GK202930516SQ20122065884
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)明者張道亮, 胡文龍, 吳永飛 申請人:哈爾濱飛羽科技有限公司