小型化超寬帶濾波器制造技術

本發明專利技術公開了一種小型化超寬帶濾波器，包括相鄰設置的方環諧振器Ⅰ及方環諧振器Ⅱ，在方環諧振器Ⅰ內設置有短路枝節，短路枝節中設置有過孔；在兩個方環諧振器兩側公共邊分別連接有一條四分之一波長的高阻抗線，各個高阻抗線的結構尺寸相同，左右兩邊的高阻抗線均耦合有兩條交指耦合饋線，各個交指耦合饋線的結構尺寸相同，每側的高阻抗線及交指耦合饋線外端設置有一體的饋線端口；在地板上與兩條交指耦合饋線對應設置有兩個缺陷地板結構。本發明專利技術的超寬帶濾波器，通過對上述的各個部位尺寸參數的選擇，根據不同的通信場合和應用需要，實現靈活調整濾波器的通帶帶寬及高低頻段帶外零點，滿足不同的通信環境應用需求。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于微波微帶濾波器
，是通過微帶線制作的工作在超寬帶頻段下的微波濾波器，具體涉及一種小型化超寬帶濾波器。
技術介紹
超寬帶(Ultra-wideband，UWB)技術是國際上新興的一種無線通信技術。自2002年美國聯邦通信委員會(Federal Communicat1ns Commiss1n，FCC)將 3.1GHz ?10.6GHz的頻段批準用于商業通信以來，超寬帶通信技術受到了越來越多的重視。隨著超寬帶無線通信技術的迅猛發展，對超寬帶無線通信電子設備提出了更高的要求，高可靠性、小型化己經成為超寬帶無線通信系統發展的必然趨勢，這就要求電路在滿足電氣性能的同時，盡可能減少電路占用空間。濾波器在超寬帶無線通信系統中扮演著重要的角色，它起著選擇信號的重要作用，是超寬帶無線通信系統中必不可少的重要元件，它的工作性能好壞直接影響到超寬帶無線通信系統的整體工作性能，它的尺寸大小也直接影響到超寬帶無線通信系統的大小。對于無線通信系統而言，濾波器在濾去鏡頻干擾、衰減噪聲、頻分復用以及在高性能的振蕩、放大、倍頻和混頻電路中，起著重要作用。隨著信息化進程的日益加快，人們對信息傳輸的速度與品質的不斷追求，另一方面也不斷追求更加方便人性化和高性能的終端設備不斷升級，促使了包括濾波器在內的射頻元器件的微型化和可集成化，同時也產生了各種結構和性能的射頻濾波器來進一步滿足小體積、輕重量的系統要求。雖然濾波器的發展歷史悠久，但是對于超寬帶濾波器的研宄屬于最近才興起的新興課題，尤其是從近幾年開始，隨著超寬帶系統的商業化快速發展，使得超寬帶濾波器己逐步進入市場化階段。在歐美等國家，許多專家學者對于超寬帶濾波器都有所研宄，到目前為止，己經提出了很多的超寬帶濾波器結構。由于微帶線濾波器具有小尺寸，易于加工，便于集成的特點，而且還能通過采用不同的襯底材料在很大的頻率范圍內應用，因此國外很多超寬帶濾波器的研宄報告都是以平面微帶結構為基礎的。新加坡的朱雷教授于2005年提出一種共面波導傳輸原理的微帶耦合線結構，利用共面波導結構上的多模諧振器構造了一個超寬帶濾波器。2010年，中國學者鄧宏偉提出了一種超寬帶濾波器，通過一個五模的枝節加載諧振器構造了一款超寬帶濾波器。2011年，W.J.Feng學者提出了一種利用橫向信號交互概念的超寬帶濾波器。2013年，中國的陳輝提出了一種耦合線三模諧振器結構，通過將這款耦合線結構一端直接連接，另一端短路接地構造出超寬帶濾波器。但是，上述的這些超寬帶濾波器都存在有共同的不足，就是阻帶帶寬過窄，頻率選擇性不好，并且尺寸也相對較大，因此，小型化超寬帶濾波器的設計還有很大的研宄空間。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種小型化超寬帶濾波器，解決了現有技術在實現超寬帶濾波器時阻帶帶寬過窄，電路尺寸較大的問題。本專利技術所采用的技術方案是，一種小型化超寬帶濾波器，包括相鄰設置的方環諧振器I及方環諧振器II，在方環諧振器I內設置有短路枝節，短路枝節中設置有過孔；在兩個方環諧振器兩側公共邊分別連接有一條四分之一波長的高阻抗線，各個高阻抗線的結構尺寸相同，左右兩邊的高阻抗線均耦合有兩條交指耦合饋線，各個交指耦合饋線的結構尺寸相同，每側的高阻抗線及交指耦合饋線外端設置有一體的饋線端口 ；在地板上與兩條交指耦合饋線對應設置有兩個缺陷地板結構。本專利技術的小型化超寬帶濾波器，其特征還在于:兩個方環諧振器的公共邊的長度為3.6±0.2mm，方環諧振器I的另一條邊的長度為3±0.2mm，方環諧振器II的另一條邊的長度為1±0.2mm，方環諧振器寬度均為0.3 + 0.1mnin短路枝節的長度為2.6 ± 0.2mm、寬度為0.3 ± 0.1mm,短路枝節的過孔半徑為0.25 + 0.1mnin每個四分之一波長的高阻抗線的長度為8±0.2mm，寬度為0.3±0.Imm0每個交指耦合饋線的長度為8 ± 0.2mm，寬度為0.3 ± 0.1mm。每個饋線端口長度為2.4±0.2mm，寬度為2.2 ±0.2mm。每個缺陷地板結構的長度為8.2±0.2mm，寬度為2.2±0.2mm。本專利技術的有益效果是，實現的超寬帶濾波器通帶頻段可覆蓋2.5-11.1GHz，相對帶寬達到126%，尺寸僅為0.58λβΧ0.12λβ，其中λ g為通帶中心頻率的介質波長，該濾波器可以工作在民用超寬帶頻段中，通頻段覆蓋范圍達到2.5-11.1GHz，通過兩個方環諧振器構成的多模諧振器可以將其多個諧振頻率均勻調整在超寬帶頻段中，構成超寬頻段，地板上與饋線結構對應的兩個缺陷地結構可以增加饋線的容性耦合因子，增強饋線耦合度，展寬帶寬，同時通過調整兩個方環諧振器的尺寸，可以在通帶兩邊各產生一個傳輸零點，大大增強了濾波器的頻率選擇性。濾波器結構更加緊湊，調節方便靈活，能有效地濾除各種超寬帶頻帶外的無用信號及噪聲信號，保證超寬帶系統的正常工作，在應用的通信系統中，發揮重要作用。【附圖說明】圖1是本專利技術小型化超寬帶濾波器的正面結構示意圖；圖2是本專利技術小型化超寬帶濾波器實施例的安裝結構示意圖；圖3是本專利技術小型化超寬帶濾波器的頻率響應特性曲線。圖中，1.超寬帶天線，2.放大器一，3.放大器二，4.超寬帶濾波器一，5.下變頻電路，6.超寬帶濾波器二，7.放大器三，8.參考晶振，9.頻率合成器，10.AGC模塊，11.A/D轉換，12.微處理器，13.相關通道，14.存儲器，15.方環諧振器I，16.方環諧振器II，17.過孔，18.短路枝節，19.交指親合饋線，20.高阻抗線，21.饋線端口，22.缺陷地板結構。【具體實施方式】以下結合附圖和【具體實施方式】對本專利技術作進一步描述。參照圖1，本專利技術的小型化超寬帶濾波器(以下簡稱超寬帶濾波器)，包括緊密相鄰設置的方環諧振器I 15及方環諧振器II 16，在方環諧振器I 15內設置有短路枝節18，短路枝節18中設置有過孔17，在兩個方環諧振器兩側公共邊分別連接有一條四分之一波長的高阻抗線20，總共兩條高阻抗線20，各個高阻抗線20的結構尺寸相同，左右兩邊的高阻抗線20均耦合有兩條交指耦合饋線19，總共四條交指耦合饋線19，各個交指耦合饋線19的結構尺寸相同，每側的高阻抗線20及交指耦合饋線19外端設置有一體的饋線端口 ；在圖1中空白部分表示電路板上層的覆銅結構，灰色部分為電路板下層覆銅去掉的部分的結構，稱為缺陷地板結構22，交指耦合饋線19設置在電路板的上層，在電路板的下層設置有缺陷地板結構22，中間為普通介質基板。這樣設置可增強饋線耦合強度，展寬帶寬，通過調整兩個方環諧振器的尺寸，可以在通帶兩邊各產生一個傳輸零點，大大增強了濾波器的頻率選擇性。該濾波器結構緊湊，調節方便靈活，能有效地濾除各種超寬帶頻帶外的無用信號及噪聲信號，保證超寬帶系統的正常工作，在應用的通信系統中，發揮重要作用超寬帶濾波器各部件的尺寸參數范圍是:兩個方環諧振器的公共邊的長度為3.6±0.2mm，方環諧振器I 15的另一條邊的長度為3±0.2mm，方環諧振器當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種小型化超寬帶濾波器，其特征在于：包括相鄰設置的方環諧振器Ⅰ(15)及方環諧振器Ⅱ(16)，在方環諧振器Ⅰ(15)內設置有短路枝節(18)，短路枝節(18)中設置有過孔(17)；在兩個方環諧振器兩側公共邊分別連接有一條四分之一波長的高阻抗線(20)，各個高阻抗線(20)的結構尺寸相同，左右兩邊的高阻抗線(20)均耦合有兩條交指耦合饋線(19)，各個交指耦合饋線(19)的結構尺寸相同，每側的高阻抗線(20)及交指耦合饋線(19)外端設置有一體的饋線端口；在地板上與兩條交指耦合饋線(19)對應設置有兩個缺陷地板結構(22)。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：席曉莉，師曉敏，
申請(專利權)人：西安理工大學，
類型：發明
國別省市：陜西;61