一種微帶超寬阻帶低通濾波器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種微帶超寬阻帶低通濾波器，包括雙面覆銅微帶板，所述雙面覆銅微帶板的同一面上分別制作有輸入端饋線、輸出端饋線、左右相對的均勻阻抗諧振器、上下相對的階躍阻抗諧振器、連接線，所述雙面覆銅微帶板的另一面上制作有缺陷地結構；所述上下相對的階躍阻抗諧振器相互連接，并設在左右相對的均勻阻抗諧振器之間，所述左右相對的均勻阻抗諧振器分別通過各自相應的連接線與所述上下相對的階躍阻抗諧振器連接，所述輸入端饋線和輸出端饋線分別與相應的均勻阻抗諧振器連接。本實用新型具有結構簡單可靠、選擇性好、低損耗、滾降快、體積小、成本低、超寬阻帶等優(yōu)點。
【專利說明】一種微帶超寬阻帶低通濾波器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及高頻組件的【技術領域】，尤其是指一種微帶超寬阻帶低通濾波器?！颈尘凹夹g】
[0002]隨著信息產(chǎn)業(yè)和無線通信系統(tǒng)的蓬勃發(fā)展，微波頻譜資源日趨緊張，各種微波毫米波電路、組件及系統(tǒng)的應用越來越廣泛，頻帶的劃分越來越精細，利用率越來越高，而低通濾波器作為電路系統(tǒng)里重要的組成部分之一，其性能的優(yōu)劣很大程度決定了系統(tǒng)的工作質(zhì)量。低通濾波器是指容許低于截止頻率的信號通過，但高于截止頻率的信號不能通過的濾波器，其主要工作于通信系統(tǒng)發(fā)射端的前級以及接收端的后級，用于抑制諧波和雜波信號，低損耗通過有用信號。
[0003]近些年來，為了設計出體積小、帶內(nèi)損耗小、滾降快、超寬阻帶的性能良好的低通濾波器，學者們提出了許多新型的諧振器結構，其中有些的確展現(xiàn)出良好的性能:阻帶較寬，滾降較快；而有些通過級聯(lián)起來也能展現(xiàn)出較寬的阻帶帶寬，然而體積卻過大，不易于集成。除了從微帶表面結構著手，因具有帶隙特性以及慢波特性，許多學者也將精力投入到了各種各樣的缺陷地結構，在單一微帶線上加入缺陷地可以引入傳輸零點從而可以產(chǎn)生低通濾波器的效應。然而，以上各種措施對于展現(xiàn)超寬阻帶并且較小體積方面上還是欠佳。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種結構合理可靠、選擇性好、低損耗、滾降快、體積小、成本低、具有超寬阻帶的微帶超寬阻帶低通濾波器。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所提供的技術方案為:一種微帶超寬阻帶低通濾波器，包括雙面覆銅微帶板，所述雙面覆銅微帶板的同一面上分別制作有用于饋入電磁波信號的輸入端饋線、用于饋出電磁波信號的輸出端饋線、左右相對的均勻阻抗諧振器、上下相對的階躍阻抗諧振器、連接線，所述雙面覆銅微帶板的另一面上制作有缺陷地結構；其中，所述上下相對的階躍阻抗諧振器相互連接，并對應設在左右相對的均勻阻抗諧振器之間，所述左右相對的均勻阻抗諧振器分別通過各自相應的連接線與所述上下相對的階躍阻抗諧振器連接，所述輸入端饋線和輸出端饋線分別與相應的均勻阻抗諧振器連接。
[0006]所述輸入端饋線和輸出端饋線均為50歐姆的匹配阻抗。
[0007]所述左右相對的均勻阻抗諧振器中，每一邊至少有一對上下相對的均勻阻抗諧振器，且所述上下相對的均勻阻抗諧振器相互連接。
[0008]每個階躍阻抗諧振器均由寬窄不一的兩傳輸線構成，且所述上下相對的階躍阻抗諧振器通過各自相近的傳輸線連接，所述左右相對的均勻阻抗諧振器通過連接線與所述階躍阻抗諧振器相靠的傳輸線連接。
[0009]所述上下相對的階躍阻抗諧振器至少有一對。
[0010]所述缺陷地結構的形狀為啞鈴狀。
[0011]所述左右相對的均勻阻抗諧振器均進行折疊彎曲，轉角處都進行削平。[0012]每個階躍阻抗諧振器中較寬的傳輸線均進行折疊彎曲，轉角處都進行削平。
[0013]所述左右相對的均勻阻抗諧振器鏡像對稱，所述上下相對的階躍阻抗諧振器鏡像對稱。
[0014]所述上下相對的均勻阻抗諧振器鏡像對稱。
[0015]本實用新型與現(xiàn)有技術相比，具有如下優(yōu)點與有益效果:
[0016]1、結合均勻阻抗諧振器、階躍阻抗諧振器、缺陷地三種結構產(chǎn)生多個傳輸零點，極大地拓展了低通濾波器的阻帶帶寬，展現(xiàn)超寬阻帶性質(zhì)；
[0017]2、在保證超寬阻帶的同時，插入損耗、回波損耗以及選擇性方面都有出色的表現(xiàn)；
[0018]3、該結構設計簡單，體積小，成本低，可以適用于很多種通信系統(tǒng)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型的俯視圖。
[0020]圖2為本實用新型的仰視圖。
[0021]圖3為本實用新型的整個效果結構圖。
[0022]圖4為本實用新型的低通濾波器的散射參數(shù)測試結果圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結合具體實施例對本實用新型作進一步說明。
[0024]本實用新型所述的微帶超寬阻帶低通濾波器是制作在雙面覆銅微帶板上，使用機械刻制、激光刻制、電路板腐蝕等技術均可容易地制作。本實用新型的核心內(nèi)容在于組合多種結構設計出一款性能優(yōu)越的超寬阻帶低通濾波器。
[0025]參見圖1所示，本實施例所述的微帶超寬阻帶低通濾波器以印刷電路板的方式制作在介電常數(shù)為2.55、厚度為0.8mm的聚四氟乙烯雙面覆銅微帶板I上。所述雙面覆銅微帶板的同一面上分別制作有用于饋入電磁波信號的輸入端饋線2、用于饋出電磁波信號的輸出端饋線13、左右鏡像對稱的均勻阻抗諧振器、上下鏡像對稱的階躍阻抗諧振器、連接線(具體為高阻抗連接線)，所述左右鏡像對稱的均勻阻抗諧振器中，每一邊均有一對上下鏡像對稱的均勻阻抗諧振器，且所述上下鏡像對稱的均勻阻抗諧振器相互連接，具體如圖1所示，左邊設有上下鏡像對稱的均勻阻抗諧振器3、4，右邊設有上下鏡像對稱的均勻阻抗諧振器11、12，所述均勻阻抗諧振器3、4、11、12均進行折疊彎曲，以減少濾波器的體積，其轉角處都進行削平，以減少傳輸信號的反射。在本實施例中，所述上下鏡像對稱的階躍阻抗諧振器有一對，每個階躍阻抗諧振器均由寬窄不一的兩傳輸線構成，具體如圖1所示，上邊的階躍阻抗諧振器由傳輸線6、7組成，下邊的階躍阻抗諧振器由傳輸線8、9組成，且上邊的階躍阻抗諧振器較窄的傳輸線7與下邊的階躍阻抗諧振器較窄的傳輸線8連接，同時，上邊的階躍阻抗諧振器較寬的傳輸線6與下邊的階躍阻抗諧振器較寬的傳輸線9均進行折疊彎曲，以減少濾波器的體積，其轉角處都進行削平，以減少傳輸信號的反射。此外，本實施例所述的輸入端饋線2與左邊的均勻阻抗諧振器3、4連接，所述的輸出端饋線13與右邊的均勻阻抗諧振器11、12連接，所述的輸入端饋線2和輸出端饋線13均為50歐姆的匹配阻抗，同時，所述左邊的均勻阻抗諧振器3、4通過連接線5連接上下鏡像對稱的階躍阻抗諧振器的傳輸線7、8，所述右邊的均勻阻抗諧振器11、12通過連接線10連接上下鏡像對稱的階躍阻抗諧振器的傳輸線7、8。
[0026]參見圖2所示，本實施例所述雙面覆銅微帶板I的另一面上制作有四個整體呈啞鈴狀的缺陷地結構14、15、16、17，從圖中可知，該缺陷地結構14、15的形狀大小相同，該缺陷地結構16、17的形狀大小相同，且缺陷地結構16、17對應設在缺陷地結構14、15之間。
[0027]參見圖3所示，充分顯示了本實用新型的微帶超寬阻帶低通濾波器的整個結構效
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[0028]參見圖4所示，顯示了本微帶超寬阻低通濾波器的散射參數(shù)測試結果，其中，橫軸表示本實用新型的低通濾波器的信號頻率，縱軸表示幅度，包括插入損耗(S21)的幅度和回波損耗(S11)的幅度，S21表示通過本實用新型的低通濾波器的信號的輸入功率與信號的輸出功率之間的關系，其相應的數(shù)學函數(shù)為:輸出功率/輸入功率(dB)=20*log|S21|。在本實用新型的低通濾波器的信號傳輸過程中，信號的部分功率被反射回信號源，被反射的功率成為反射功率。S11表示通過本實用新型中四頻濾波器的信號的輸入功率與信號的反射功率之間的關系，其相應的數(shù)學函數(shù)如下:反射功率/入射功率==20*log|Sn|。
[0029]從圖中可知，該低通濾波器_3dB截止頻率為1.2GHz，通帶內(nèi)插入損耗絕對值低于
0.3dB,回波損耗絕對值大于17dB，-20dB阻帶抑制從1.57GHz開始，最高超過30GHz。無論從插入損耗、回波損耗、選擇性以及阻帶寬度方面都有出色的表現(xiàn)，尤其在阻帶寬度方面。
[0030]在保證截止頻率不變的情況下，調(diào)節(jié)均勻阻抗諧振器3、4、11、12的長度以及上下階躍阻抗諧振器的阻抗比和長度可以改變傳輸零點的位置，同時通過缺陷地結構的引入，一方面增加連接傳輸線的阻抗，克服因阻抗太高導致傳輸線過窄而難以加工的困難，另一方面引入額外的兩個傳輸零點(一種形狀大小產(chǎn)生一個)，通過合理地安排所有的傳輸零點，配合仿真優(yōu)化，能極大地拓展了濾波器的阻帶。
[0031]以上所述之實施例子只為本實用新型之較佳實施例，并非以此限制本實用新型的實施范圍，故凡依本實用新型之形狀、原理所作的變化，均應涵蓋在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.一種微帶超寬阻帶低通濾波器，包括雙面覆銅微帶板，其特征在于:所述雙面覆銅微帶板的同一面上分別制作有用于饋入電磁波信號的輸入端饋線(2)、用于饋出電磁波信號的輸出端饋線(13)、左右相對的均勻阻抗諧振器、上下相對的階躍阻抗諧振器、連接線，所述雙面覆銅微帶板的另一面上制作有缺陷地結構；其中，所述上下相對的階躍阻抗諧振器相互連接，并對應設在左右相對的均勻阻抗諧振器之間，所述左右相對的均勻阻抗諧振器分別通過各自相應的連接線與所述上下相對的階躍阻抗諧振器連接，所述輸入端饋線(2)和輸出端饋線(13)分別與相應的均勻阻抗諧振器連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種微帶超寬阻帶低通濾波器，其特征在于:所述輸入端饋線(2)和輸出端饋線(13)均為50歐姆的匹配阻抗。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種微帶超寬阻帶低通濾波器，其特征在于:所述左右相對的均勻阻抗諧振器中，每一邊至少有一對上下相對的均勻阻抗諧振器，且所述上下相對的均勻阻抗諧振器相互連接。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種微帶超寬阻帶低通濾波器，其特征在于:每個階躍阻抗諧振器均由寬窄不一的兩傳輸線構成，且所述上下相對的階躍阻抗諧振器通過各自相近的傳輸線連接，所述左右相對的均勻阻抗諧振器通過連接線與所述階躍阻抗諧振器相靠的傳輸線連接。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種微帶超寬阻帶低通濾波器，其特征在于:所述上下相對的階躍阻抗諧振器至少有一對。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種微帶超寬阻帶低通濾波器，其特征在于:所述缺陷地結構的形狀為啞鈴狀。
7.根據(jù)權利要求1或3所述的一種微帶超寬阻帶低通濾波器，其特征在于:所述左右相對的均勻阻抗諧振器均進行折疊彎曲，轉角處都進行削平。
8.根據(jù)權利要求4所述的一種微帶超寬阻帶低通濾波器，其特征在于:每個階躍阻抗諧振器中較寬的傳輸線均進行折疊彎曲，轉角處都進行削平。
9.根據(jù)權利要求1所述的一種微帶超寬阻帶低通濾波器，其特征在于:所述左右相對的均勻阻抗諧振器鏡像對稱，所述上下相對的階躍阻抗諧振器鏡像對稱。
10.根據(jù)權利要求3所述的一種微帶超寬阻帶低通濾波器，其特征在于:所述上下相對的均勻阻抗諧振器鏡像對稱。
【文檔編號】H01P1/203GK203644911SQ201320733200
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年11月19日 優(yōu)先權日:2013年11月19日
【發(fā)明者】陳付昌, 胡豪濤, 褚慶昕 申請人:華南理工大學