專利名稱:一種采用頻率選擇性耦合來(lái)抑制基波的毫米波濾波器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)一種采用頻率選擇性耦合來(lái)抑制基波的毫米波濾波器，包括上層微帶結(jié)構(gòu)，中間層介質(zhì)基板和下層接地金屬板。濾波器由兩個(gè)諧振器和兩條饋電線組成，兩個(gè)諧振器左右對(duì)稱，并且饋電線也呈左右對(duì)稱結(jié)構(gòu)。每個(gè)諧振器包括一條兩端開(kāi)路的主傳輸微帶線、一條加載在半波長(zhǎng)主傳輸線中點(diǎn)的開(kāi)路枝節(jié)線。這條中心加載諧振器有兩個(gè)諧振模式或者說(shuō)諧振路徑，其中基波的諧振路徑是較長(zhǎng)半波長(zhǎng)諧振通路，由于引入了對(duì)稱式的饋電方式，產(chǎn)生了選擇性電磁耦合，從而抑制了基波的通帶，而只保留了高通帶。本實(shí)用新型具有在30G頻段容易加工制造，阻帶寬，通帶選擇性好，不附帶多余電路的特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】-種采用頻率選擇性閒合來(lái)抑制基波的毫米波濾波器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種毫米波帶通濾波器，特別是涉及一種抑制基波的，尺寸較大 的，可用PCB制版技術(shù)實(shí)現(xiàn)的采用頻率選擇性禪合來(lái)抑制基波的毫米波濾波器。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著毫米波工程的發(fā)展，毫米波的應(yīng)用正在向著更高頻段發(fā)展，同時(shí)也遇到了新 的問(wèn)題，如更高的頻率意味著更小的電路尺寸，使得電路加工難度大，制造成本高。因此對(duì) 成本較低的，尺寸較大的，易于加工的毫米波濾波器有著較為迫切的需求。
[0003] 目前許多研究者已經(jīng)將許多種技術(shù)用于毫米波帶通濾波器的設(shè)計(jì)，其中有 幾種典型的方法。第一種方法是采用具有多層結(jié)構(gòu)和高制造精度的低溫共燒陶瓷技 術(shù)（LTCC)設(shè)計(jì)毫米波帶通濾波器，如S. W. Wong, Z. N. Chen, and Q. X. Chu, (2012), 'Microstrip-line millimeter-wave bandpass filter using interdigital coupled-line',公7ectn9/7 Ze 化，48, pp. 224-225.。第二種方法是采用 COMS (bu 化 complementary metal oxide semiconductor)設(shè)計(jì)毫米波帶通濾波器，如使用慢波結(jié) 構(gòu)的 B. Yang, E. Skafidas, and R. J. Evans, (2012), Slow-wave slot microstrip transmission line and bandpass filter for compact millimeter-wave integrated circuits on bulk complementary metal oxide semiconductor'，lET Mi crow. Antennas 化(9/73貧?，6，pp. 1548-1555?和比-R. Lin, C. -Y. Hsu,比-R. Qiuang，and C. -Y. Chen, (2012)， 'A 77-GHz miniaturized slow-wave SI民 bandpass filter fabricated using 0. 18-um standard CMOS technology'， Microwave Opt Tech打ol Lett.，54， pp. 1063 - 1066。W及使用階躍阻抗諧振器的 S. -C. Chang, Y. -M. Chen，S. -F. Chang, Y. -H. Jeng, C. -L Wei, C. -H. Huang, and C. -P. Jeng, (2010)，'Compact millimeter-wave CMOS bandpass filters using grounded pedestal stepped-impedance technique'，姑'做 fra打6* i/Zcror 巧TfecA，58，pp. 3850-3858。第S種方法是 采用介質(zhì)集成波導(dǎo)技術(shù)（SIW)、集成無(wú)源器件技術(shù)（IPD)設(shè)計(jì)毫米波帶通濾波器，如C. Y. Hsiao, S. S.比 Hsu, and D. C. Chang, (2011)，'A compact V-band bandpass filter in IPD technology'， IEEE Microw Wireless Co描pern. Lett.，21， pp. 531-533. 及X. P. Chen, and K. Wu, (2012) ^Self-packaged millimeter-wave substrate integrated waveguide filter with asymmetric frequency response'， IEEE Trans Compon Package ife打u估TfecA.，2，pp. 775-782。本實(shí)用新型采用的PCB制版技術(shù)可實(shí)現(xiàn)的平面微帶線 結(jié)構(gòu)。
[0004] 現(xiàn)階段，毫米波帶通濾波器已經(jīng)引起了很多的關(guān)法。如J. -H. Lee, S. Pinel, J. Laskar, and M. M. Tentzeris, (2007)， 'Design and development of advanced cavity-based dual-mode filters using low-temperature co-fired ceramic technology for V-band gigabit wireless systems'， IEEE Trans Mi crow Theory TfecA.，55，pp. 1869-1879。但它采用了LTCC技術(shù)，加工難度較大，制作成本較高，為了解 決該個(gè)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供新的實(shí)現(xiàn)大尺寸的抑制基波的毫米波帶通濾波器。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0005] 本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種采用頻率選擇性 禪合來(lái)抑制基波的毫米波帶通濾波器。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下：
[0007] -種采用頻率選擇性禪合來(lái)抑制基波的毫米波濾波器，包括上層微帶結(jié)構(gòu)、中間 層介質(zhì)基板和下層接地金屬板；上層微帶結(jié)構(gòu)附著在中間層介質(zhì)基板上表面，下層接地金 屬板附著在中間層介質(zhì)基板下表面；上層微帶結(jié)構(gòu)包括兩條饋電線和兩個(gè)諧振器；兩個(gè)諧 振器呈中軸對(duì)稱，并且結(jié)構(gòu)相同，諧振器工作在低通帶時(shí)等效為半波長(zhǎng)諧振器，工作在高通 帶時(shí)也等效為半波長(zhǎng)諧振器，但是兩條諧振路徑是不同的，所述濾波器的其中一條饋電線 在輸入端口處分成兩路，分別對(duì)稱地沿著中也加載諧振器的外邊緣進(jìn)行禪合饋電，另外一 條饋電線在輸出端口處分成兩路，分別對(duì)稱地沿著另一個(gè)中也加載諧振器進(jìn)行禪合饋電。
[0008] 上述采用頻率選擇性禪合來(lái)抑制基波的毫米波濾波器，諧振器包括一個(gè)半波長(zhǎng)主 傳輸微帶線和一個(gè)加載在該諧振器中也的開(kāi)路枝節(jié)線，其中半波長(zhǎng)主傳輸微帶線部分由第 四微帶線、第五微帶線、第六微帶線、第八微帶線和第九微帶線依次連接而成，第四微帶線 的一端和第九微帶線的一端都開(kāi)路，另一端分別與微帶線的兩端相連，加載在第六微帶線 中也的開(kāi)路枝節(jié)線是第走微帶線，它一端連接在半波長(zhǎng)主傳輸微帶線的中間，另一端開(kāi)路。 諧振器工作在低通帶的時(shí)候諧振路徑是第四微帶線、第五微帶線、第六微帶線、第八微帶 線、第九微帶線所組成的對(duì)應(yīng)低通帶的半波長(zhǎng)路徑，工作在高通帶的時(shí)候諧振路徑是第四 微帶線、第五微帶線、第六微帶線的一半和第走微帶線所組成的對(duì)應(yīng)高頻率的半波長(zhǎng)路徑。
[0009] 上述采用頻率選擇性禪合來(lái)抑制基波的毫米波濾波器，每個(gè)諧振器的半波長(zhǎng)主傳 輸微帶線的長(zhǎng)度Z的電長(zhǎng)度基波諧振頻率對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)的一半；與為所述雙帶通濾 波器的高諧振頻率《對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)^的一半，A為第走微帶線的長(zhǎng)度；半波長(zhǎng)主傳輸微帶線 長(zhǎng)度公^第四微帶線、第五微帶線、第六微帶線、第八微帶線和第九微帶線的長(zhǎng)度之和。
[0010] 上述采用頻率選擇性禪合來(lái)抑制基波的毫米波濾波器，諧振器的半波長(zhǎng)主傳輸微 帶線部分由第四微帶線、第五微帶線、第六微帶線、第八微帶線和第九微帶線依次連接而 成，兩個(gè)諧振器關(guān)于中軸對(duì)稱，呈兩個(gè)背靠背的E型結(jié)構(gòu)。
[0011] 上述采用頻率選擇性禪合來(lái)抑制基波的毫米波濾波器，所述其中一條饋電線由第 一微帶線、第二微帶線、第H微帶線、第十九微帶線組成，第一微帶線一端開(kāi)路，另一端與第 二微帶線一端相連，第二微帶線另一端與第H微帶線一端相連，第H微帶線另一端開(kāi)路，第 十九微帶線一端開(kāi)路，另一端垂直搭接在第二微帶線的中也；另一條饋電線由第十微帶線、 第^^一微帶線、第十二微帶線、第二十微帶線組成，第十微帶線一端開(kāi)路，另一端與第^^一 微帶線一端相連，第十一微帶線另一端與第十二微帶線一端相連，第十二微帶線另一端開(kāi) 路，第二十微帶線一端開(kāi)路，另一端垂直搭接在第十一微帶線上的中也；接在輸入端口之后 的饋電線分成兩路，其中一路包括第一微帶線和第二微帶線的一半；另一路包括第H微帶 線和第二微帶線的另一半；其中第一微帶線與半波長(zhǎng)主傳輸微帶線的第八微帶線之間有 0. 1 + 0.05 mm的間隙來(lái)實(shí)現(xiàn)平行禪合；第H微帶線與半波長(zhǎng)主傳輸微帶線的第五微帶線之 間有0. 1 + 0. 05 mm的間隙來(lái)實(shí)現(xiàn)平行禪合；第二微帶線和第四微帶線W及第九微帶線之 間有0. 1 + 0. 05 mm的間隙來(lái)實(shí)現(xiàn)平行禪合。
[0012] 上述采用頻率選擇性禪合來(lái)抑制基波的毫米波濾波器，所述接在輸出端口之前的 饋電線分成兩路，一路包括第十微帶線和第十一微帶線的一半；另一路包括第十二微帶線 與第十一微帶線的另一半。
[0013] 上述采用頻率選擇性禪合來(lái)抑制基波的毫米波濾波器，所述濾波器的通帶固定在 30GHz，在很寬一段頻帶范圍內(nèi)都有很好的抑制水平；第一微帶線的長(zhǎng)度為1. 1 + 0. 02mm， 寬度為0.2 + 0. 02mm，第二微帶線的長(zhǎng)度為4. 2 + 0. 02mm，寬度為0.2 + 0. 02mm，第H微 帶線的長(zhǎng)度為1. 1 + 0. 02mm，寬度為0. 2 + 0. 02mm，第十九微帶線接輸入端口，其特性阻抗 為500,長(zhǎng)度為1.3 + 0. 02mm，寬度為0.8 + 0. 03mm，第四微帶線的長(zhǎng)度為1.2 + 0. 04mm， 寬度為0. 2 + 0. 02mm，第五微帶線的長(zhǎng)度為0. 8 + 0. 01mm，寬度為0. 2 + 0. 02mm，第六微帶 線的長(zhǎng)度為3. 6 + 0. 01mm，寬度為0. 2 + 0. 02mm，第走微帶線的長(zhǎng)度為0. 6 + 0. 05mm，寬度 為0. 2 + 0. 02mm，第八微帶線的長(zhǎng)度為0. 8 + 0. 01mm，寬度為0. 2 + 0. 02mm，第九微帶線的 長(zhǎng)度為1.2 + 0. 04mm，寬度為0.2 + 0. 02mm，第十微帶線的長(zhǎng)度為1. 1 + 0. 02mm，寬度為 0. 2 + 0. 02mm，第^^一微帶線的長(zhǎng)度為4. 2 + 0. 02mm，寬度為0. 2 + 0. 02mm，第十二微帶線的 長(zhǎng)度為1. 1 ±0. 02mm，寬度為0. 2 + 0. 02mm，第二十微帶線接輸出端口，其特性阻抗為50 Q， 長(zhǎng)度為1. 3 + 0. 02mm，寬度為0. 8 + 0. 03mm，第一微帶線和第八微帶線的間距為0. 1+0. 05mm 第H微帶線和第五微帶線的間距為0. 1 + 0. 05mm，第二微帶線和第四微帶線W及第九微帶 線之間的間距為0. 1 + 0.05 mm。
[0014] 相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0015] (1)采用半波長(zhǎng)主傳輸微帶線兩端開(kāi)路，中也加載開(kāi)路枝節(jié)線，使用兩個(gè)諧振器， 實(shí)現(xiàn)雙模諧振的功能。
[0016] (2)由于采用雙模諧振器，采用選擇性禪合，抑制了基波諧振頻率，所W濾波器在 工作頻率上算是大尺寸，便于加工。整個(gè)電路大小為0.371g'0.581g，Ig是低頻對(duì)應(yīng)的波 長(zhǎng)。
[0017] (3)采用選擇性禪合的方式抑制基波，阻帶范圍很寬，在饋電線和諧振器之間的沒(méi) 有引入附加電路，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

【附圖說(shuō)明】

[0018] 圖1是采用頻率選擇性禪合來(lái)抑制基波的毫米波濾波器結(jié)構(gòu)圖。
[0019] 圖2a是選擇性禪合抑制基波的電磁禪合結(jié)構(gòu)的微帶線禪合區(qū)域示意圖，
[0020] 圖化是饋電線上的奇偶模電壓示意圖；
[0021] 圖2c為諧振器部分禪合區(qū)域內(nèi)的奇偶模電壓示意圖。
[0022] 圖3是采用頻率選擇性禪合來(lái)抑制基波的毫米波濾波器示意圖。
[0023] 圖4是饋電端口不對(duì)稱的仿真結(jié)果圖，基波沒(méi)有得到抑制。
[0024] 圖5是仿真和測(cè)試的濾波器的插入損耗圖。
[0025] 圖6是仿真和測(cè)試的濾波器的回波損耗圖。
[0026] 圖7是局部的低通帶的仿真和測(cè)試的濾波器的插入損耗圖。
[0027] 圖8是局部的低通帶的仿真和測(cè)試的濾波器的回波損耗圖。

【具體實(shí)施方式】
[0028] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，但本實(shí)用新型要求保護(hù)的范圍 并不局限于下例表述的范圍。
[0029] 如圖1所示，采用頻率選擇性禪合來(lái)抑制基波的毫米波濾波器(使用PCB制版該 種簡(jiǎn)單低成本的工藝實(shí)現(xiàn))，包括上層微帶結(jié)構(gòu)、中間層介質(zhì)基板和下層接地金屬板；上層 微帶結(jié)構(gòu)附著在中間層介質(zhì)基板上表面，下層接地金屬板附著在中間層介質(zhì)基板下表面； 其特征在于；上層微帶結(jié)構(gòu)包括兩條饋電線和兩個(gè)諧振器；兩個(gè)諧振器呈中軸對(duì)稱，并且 結(jié)構(gòu)相同，諧振器工作在低通帶時(shí)等效為半波長(zhǎng)諧振器，工作在高通帶時(shí)也等效為半波長(zhǎng) 諧振器，但是兩條諧振路徑是不同的；所述濾波器的其中一條饋電線在輸入端口處分成兩 路，分別對(duì)稱地沿著中也加載諧振器的外邊緣進(jìn)行禪合饋電；另外一條饋電線在輸出端口 處分成兩路，分別對(duì)稱地沿著另一個(gè)中也加載諧振器進(jìn)行禪合饋電。
[0030] 上述采用頻率選擇性禪合來(lái)抑制基波的毫米波濾波器，諧振器包括一個(gè)半波長(zhǎng)主 傳輸微帶線和一個(gè)加載在該諧振器中也的開(kāi)路枝節(jié)線。其中半波長(zhǎng)主傳輸微帶線部分由第 四微帶線、第五微帶線、第六微帶線、第八微帶線和第九微帶線依次連接而成，第四微帶線 的一端和第九微帶線的一端都開(kāi)路，另一端分別與微帶線的兩端相連；加載在第六微帶線 中也的開(kāi)路枝節(jié)線是第走微帶線，它一端連接在半波長(zhǎng)主傳輸微帶線的中間，另一端開(kāi)路。
[0031] 上述采用頻率選擇性禪合來(lái)抑制基波的毫米波濾波器，由奇偶模分析可知，在奇 模時(shí)，半波長(zhǎng)主傳輸微帶線中間相當(dāng)于接地，對(duì)應(yīng)于低通帶，而且是半波長(zhǎng)諧振器；即諧振 器的半波長(zhǎng)主傳輸微帶線的長(zhǎng)度幻才應(yīng)的電長(zhǎng)度為所述毫米波帶通濾波器的低諧振頻率 對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)的一半；在偶模時(shí)，半波長(zhǎng)主傳輸微帶線中間開(kāi)路，半波長(zhǎng)主傳輸微帶線的一半 連接在第走微帶線7,其諧振時(shí)，對(duì)應(yīng)于高通帶，而且是半波長(zhǎng)諧振器。即1/2Z+A為所述毫 米波帶通濾波器的高諧振頻率《對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)^的二分之一，A為第走微帶線7的長(zhǎng)度；半 波長(zhǎng)主傳輸微帶線長(zhǎng)度公^第四微帶線4、第五微帶線5、第六微帶線6、第八微帶線8和第 九微帶線9的長(zhǎng)度之和；諧振頻率由微帶線第四微帶線4、第五微帶線5、第六微帶線6、 第八微帶線8和第九微帶線9的長(zhǎng)度之和Z決定，確定了所要抑制的低諧振頻率之后，然 后根據(jù)第四微帶線4、第五微帶線5、第六微帶線6、第八微帶線8和第九微帶線9的長(zhǎng)度之 和Z對(duì)應(yīng)為半波長(zhǎng)的特性就可W確定Z的長(zhǎng)度；當(dāng)高諧振頻率《確定之后，i/義*與的長(zhǎng)度 也隨之確定，進(jìn)而可W確定A的長(zhǎng)度。由于在第二微帶線2的中點(diǎn)采用對(duì)稱饋電的方法， 在由第一微帶線1、第二微帶線2、第H微帶線3組成的饋電線上的電壓關(guān)于饋電點(diǎn)在奇偶 模諧振時(shí)都呈偶函數(shù)分布。如圖2a，為了實(shí)現(xiàn)抑制基波諧振，采用選擇性禪合的方式，在饋 電線和主諧振器之間選擇適當(dāng)?shù)亩U合區(qū)域，在圖化中為從AT到做'和從化1'到iW'所示 的兩個(gè)區(qū)域；如圖2c在奇模諧振頻率/i，兩個(gè)區(qū)域的電壓關(guān)于主微帶線的中點(diǎn)呈奇函數(shù)分 布，因此在所選禪合區(qū)域中禪合因數(shù)為零，抑制了信號(hào)從饋電線傳輸?shù)街C振器，進(jìn)而基波諧 振頻率得到了抑制；在偶模諧振頻率與，兩個(gè)區(qū)域的電壓關(guān)于主微帶線的中點(diǎn)呈偶函數(shù)分 布，因此在所選禪合區(qū)域中禪合因數(shù)不為零，并且其禪合強(qiáng)度可由控制禪合間隙得到適當(dāng) 的值。
[0032] 上述采用頻率選擇性禪合來(lái)抑制基波的毫米波濾波器，諧振器的半波長(zhǎng)主傳輸微 帶線部分由第四微帶線4、第五微帶線5、第六微帶線6、第八微帶線8和第九微帶線9依次 連接而成，兩個(gè)諧振器關(guān)于中軸對(duì)稱，呈兩個(gè)背靠背的E型結(jié)構(gòu)。
[0033] 上述采用頻率選擇性禪合來(lái)抑制基波的毫米波濾波器，所述其中一條饋電線由第 一微帶線1、第二微帶線2、第H微帶線3、第十九微帶線19組成，第一微帶線1 一端開(kāi)路， 另一端與第二微帶線2 -端相連，第二微帶線2另一端與第H微帶線3 -端相連，第H微帶 線3另一端開(kāi)路，第十九微帶線19 一端開(kāi)路，另一端垂直搭接在第二微帶線2的中也；另一 條饋電線由第十微帶線10、第十一微帶線11、第十二微帶線12、第二十微帶線20組成，第 十微帶線10 -端開(kāi)路，另一端與第十一微帶線11 一端相連，第十一微帶線11另一端與第 十二微帶線12-端相連，第十二微帶線12另一端開(kāi)路，第二十微帶線20-端開(kāi)路，另一端 垂直搭接在第十一微帶線11上的中也；接在輸入端口之后的饋電線分成兩路，其中一路包 括第一微帶1線和第二微帶線2的一半；另一路包括第H微帶線2和第二微帶線2的另一 半。作為舉例，其中第一微帶線1與半波長(zhǎng)主傳輸微帶線的第八微帶線8之間有0. 1 ±0. 05 mm的間隙來(lái)實(shí)現(xiàn)平行禪合；第H微帶線3與半波長(zhǎng)主傳輸微帶線的第五微帶線5之間有 0. 1 + 0. 05 mm的間隙來(lái)實(shí)現(xiàn)平行禪合；第二微帶線2和第四微帶線4 W及第九微帶線9之 間有0. 1 + 0. 05 mm的間隙來(lái)實(shí)現(xiàn)平行禪合。
[0034] 所述接在輸出端口之前的饋電線分成兩路，一路包括第十微帶線10和第十一微 帶線11的一半；另一路包括第十二微帶線12與第十一微帶線11的另一半。
[0035] 作為舉例，所述濾波器的通帶固定在30GHz，在很寬一段頻帶范圍內(nèi)都有很好的 抑制水平；第一微帶線1的長(zhǎng)度為1. 1 + 0. 02mm，寬度為0. 2 + 0. 02mm，第二微帶線2的 長(zhǎng)度為4. 2 + 0. 02mm，寬度為0. 2 + 0. 02mm，第H微帶線3的長(zhǎng)度為1. 1 + 0. 02mm，寬度為 0. 2 ±0. 02mm，第十九微帶線19接輸入端口，其特性阻抗為50 Q，長(zhǎng)度為1. 3 ±0. 02mm，寬度 為0. 8 + 0. 03mm，第四微帶線4的長(zhǎng)度為1. 2 + 0. 04mm，寬度為0. 2 + 0. 02mm，第五微帶線 5的長(zhǎng)度為0. 8 + 0. 01mm，寬度為0. 2 + 0. 02mm，第六微帶線6的長(zhǎng)度為3. 6 + 0. 01mm，寬度 為0. 2 + 0. 02mm，第走微帶線7的長(zhǎng)度為0. 6 + 0. 05mm，寬度為0. 2 + 0. 02mm，第八微帶線8 的長(zhǎng)度為0. 8 + 0. 01mm，寬度為0. 2 + 0. 02mm，第九微帶線9的長(zhǎng)度為1. 2 + 0. 04mm，寬度為 0. 2 + 0. 02111111，第十微帶線10的長(zhǎng)度為1. 1 + 0. 02mm，寬度為0. 2 + 0. 02mm，第^^一微帶線11 的長(zhǎng)度為4. 2 + 0. 02mm，寬度為0. 2 + 0. 02mm，第十二微帶線12的長(zhǎng)度為1. 1 + 0. 02mm，寬度 為0. 2 ±0. 02mm，第二十微帶線20接輸出端口，其特性阻抗為50 Q，長(zhǎng)度為1. 3 ±0. 02mm，寬 度為0. 8 + 0. 03mm，第一微帶線1和第八微帶線8的間距為0. 1+0. 05mm第H微帶線3和第 五微帶線5的間距為0. 1 + 0. 05mm，；第二微帶線2和第四微帶線4 W及第九微帶線9之間 的間距為0. 1 + 0. 05 mm。 實(shí)施例
[0036] -種采用頻率選擇性禪合來(lái)抑制基波的毫米波濾波器的結(jié)構(gòu)如圖1所示，有 關(guān)尺寸規(guī)格如下圖3所示；介質(zhì)基板的厚度為0. 254mm，相對(duì)介電常數(shù)為2. 2,損耗角 正切為0. 0009 ;諧振器采用E形結(jié)構(gòu)可W方便實(shí)現(xiàn)選擇性禪合饋電結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)；濾波 器的各微帶線尺寸參數(shù)如下：左1=1.〇6±〇. Olmm,么=0. 6±〇. Olmm,么=1. 16±〇. Olmm, 左4二左失1. 515 + 0. 01mm, 4=1.385 ±0. 01mm, Z7二0.65 + 0. 01mm, &=0. 15 + 0. 01mm, 屬=0.1+0.01mm,巧=0.2+ 0.01mm,馬=0.77+ 0.01mm, %=0. 2 + 0. 01mm,馬=0.2 +0.01mm， 選擇該些微帶線各自的長(zhǎng)度和寬度，W獲得所需的輸入/輸出阻抗特性、頻帶內(nèi)傳輸特性 和頻帶外衰減特性。
[0037] 圖4是在其他參數(shù)不變的條件下，饋電端口不對(duì)稱的仿真結(jié)果圖；虛線代表插入 損耗S21的仿真結(jié)果，實(shí)線代表回波損耗S。的仿真結(jié)果；從圖中可W看出，當(dāng)饋電端口不對(duì) 稱時(shí)，基波諧振通帶沒(méi)有得到抑制，當(dāng)饋電端口對(duì)稱時(shí)，基波諧振通帶被很好地抑制了，呈 現(xiàn)良好帶外抑制特性；圖5和圖6分別是按照上述參數(shù)設(shè)計(jì)出來(lái)的大尺寸的抑制基波的毫 米波帶通濾波器S,i (插入損耗）和S。（回波損耗）的仿真結(jié)果；輸特性曲線圖中的橫軸表 示頻率，縱軸表示傳輸特性的地值；虛線為仿真結(jié)果，實(shí)線為測(cè)試結(jié)果；圖5的測(cè) 試結(jié)果顯示通帶中也頻率為30. 2 GHz,插入損耗2. 5地，和仿真的插入損耗1. 1地有差別是 因?yàn)榘?50傳輸線的損耗和端口上SMA頭的損耗，在通帶的兩側(cè)都有傳輸零點(diǎn)，極大地 改善了濾波器的選擇性；由于基波諧振頻率得到了抑制，獲得了很好的帶外抑制特性，在頻 率低于29GHz和33GHz至50GHz頻率范圍內(nèi)，回波損耗低于-20地；為了更加清楚地展示通 帶特性及帶外抑制的效果，圖7截取了圖5中的局部的圖形，其測(cè)試插入損耗為-2. 5地，其 仿真插入損耗為-1. 1地，-3地相對(duì)帶寬為4. 6% ;圖6為傳輸特性的仿真曲線，從圖中 可W看出，仿真通帶回波損耗優(yōu)于-23地；為了更加清楚地看通帶回波損耗S。的效果，圖8 截取了圖6中通帶局部的圖形，測(cè)試結(jié)果通帶回波損耗優(yōu)于-11地，測(cè)試結(jié)果與仿真結(jié)果基 本一致，仿真和測(cè)試分別是使用全波電磁仿真軟件IE3D和E5071C網(wǎng)絡(luò)分析儀來(lái)完成的。
[0038] 實(shí)施例的仿真和實(shí)測(cè)結(jié)果表明，基波諧振頻率可W通過(guò)上述設(shè)計(jì)得到良好的抑 巧||，而且沒(méi)有引入附加電路，在諧振頻率上具有相對(duì)較大的電路尺寸，具有在30G頻段容易 加工制造，通帶選擇型好的特點(diǎn)。
[0039] W上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)例而已，并不用W限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí) 用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的 保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種采用頻率選擇性禪合來(lái)抑制基波的毫米波濾波器，包括上層微帶結(jié)構(gòu)、中間層 介質(zhì)基板和下層接地金屬板；上層微帶結(jié)構(gòu)附著在中間層介質(zhì)基板上表面，下層接地金屬 板附著在中間層介質(zhì)基板下表面；其特征在于：上層微帶結(jié)構(gòu)包括兩條饋電線和兩個(gè)諧振 器；兩個(gè)諧振器呈中軸對(duì)稱，并且結(jié)構(gòu)相同，諧振器工作在低通帶時(shí)等效為半波長(zhǎng)諧振器， 工作在高通帶時(shí)也等效為半波長(zhǎng)諧振器，諧振器在高通帶和低通帶工作時(shí)的諧振路徑是不 同的；所述濾波器的其中一條饋電線在輸入端口處分成兩路，分別對(duì)稱地沿著中也加載諧 振器的外邊緣進(jìn)行禪合饋電；另外一條饋電線在輸出端口處分成兩路，分別對(duì)稱地沿著另 一個(gè)中也加載諧振器進(jìn)行禪合饋電。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用頻率選擇性禪合來(lái)抑制基波的毫米波濾波器，其特征在 于所述諧振器包括一個(gè)半波長(zhǎng)主傳輸微帶線和一個(gè)加載在該諧振器中也的開(kāi)路枝節(jié)線，其 中半波長(zhǎng)主傳輸微帶線部分由第四微帶線、第五微帶線、第六微帶線、第八微帶線和第九微 帶線依次連接而成，第四微帶線的一端和第九微帶線的一端都開(kāi)路，另一端分別與微帶線 的兩端相連；加載在第六微帶線中也的開(kāi)路枝節(jié)線是第走微帶線，它一端連接在半波長(zhǎng)主 傳輸微帶線的中間，另一端開(kāi)路。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的采用頻率選擇性禪合來(lái)抑制基波的毫米波濾波器，其特征在 于諧振器工作在低通帶的時(shí)候諧振路徑是第四微帶線、第五微帶線、第六微帶線、第八微帶 線、第九微帶線所組成的對(duì)應(yīng)低通帶的半波長(zhǎng)路徑，工作在高通帶的時(shí)候諧振路徑是第四 微帶線、第五微帶線、第六微帶線的一半和第走微帶線所組成的對(duì)應(yīng)高頻率的半波長(zhǎng)路徑。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的采用頻率選擇性禪合來(lái)抑制基波的毫米波濾波器，其特征在 于每個(gè)諧振器的半波長(zhǎng)主傳輸微帶線的長(zhǎng)度幼勺電長(zhǎng)度基波諧振頻率對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)的一 半；Z/升A為雙帶通濾波器的高諧振頻率《對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)入的一半，A為第走微帶線的長(zhǎng) 度；半波長(zhǎng)主傳輸微帶線長(zhǎng)度Z為第四微帶線、第五微帶線、第六微帶線、第八微帶線和第 九微帶線的長(zhǎng)度之和。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的采用頻率選擇性禪合來(lái)抑制基波的毫米波濾波器，其特征在 所述兩個(gè)諧振器關(guān)于中軸對(duì)稱，呈兩個(gè)背靠背的E形結(jié)構(gòu)。6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的采用頻率選擇性禪合來(lái)抑制基波的毫米波濾波器，其特征 在于所述其中一條饋電線由第一微帶線、第二微帶線、第H微帶線、第十九微帶線組成，第 一微帶線一端開(kāi)路，另一端與第二微帶線一端相連，第二微帶線另一端與第H微帶線一端 相連，第H微帶線另一端開(kāi)路，第十九微帶線一端開(kāi)路，另一端垂直搭接在第二微帶線的中 也；另一條饋電線由第十微帶線、第^^一微帶線、第十二微帶線、第二十微帶線組成，第十微 帶線一端開(kāi)路，另一端與第十一微帶線一端相連，第十一微帶線另一端與第十二微帶線一 端相連，第十二微帶線另一端開(kāi)路，第二十微帶線一端開(kāi)路，另一端垂直搭接在第^^一微帶 線上的中也；接在輸入端口之后的饋電線分成兩路，其中一路包括第一微帶線和第二微帶 線的一半；另一路包括第H微帶線和第二微帶線的另一半；其中第一微帶線與半波長(zhǎng)主傳 輸微帶線的第八微帶線之間有0. 1 + 0. 05 mm的間隙來(lái)實(shí)現(xiàn)平行禪合；第H微帶線與半波 長(zhǎng)主傳輸微帶線的第五微帶線之間有0. 1 + 0. 05 mm的間隙來(lái)實(shí)現(xiàn)平行禪合；第二微帶線 和第四微帶線W及第九微帶線之間有0. 1 + 0. 05 mm的間隙來(lái)實(shí)現(xiàn)平行禪合。7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的采用頻率選擇性禪合來(lái)抑制基波的毫米波濾波器，其特征 在于所述接在輸出端口之前的饋電線分成兩路，一路包括第十微帶線和第十一微帶線的一 半；另一路包括第十二微帶線與第十一微帶線的另一半。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的采用頻率選擇性禪合來(lái)抑制基波的毫米波濾波器，其特 征在于，所述濾波器的通帶固定在30GHz，第一微帶線的長(zhǎng)度為1. 1 + 0. 02mm，寬度為 0.2 + 0. 02mm，第二微帶線的長(zhǎng)度為4. 2 + 0. 02mm，寬度為0.2 + 0. 02mm，第H微帶線 的長(zhǎng)度為1. 1 + 0. 02mm，寬度為0. 2 + 0. 02mm，第十九微帶線接輸入端口，其特性阻抗為 500,長(zhǎng)度為1.3 + 0. 02mm，寬度為0.8 + 0. 03mm，第四微帶線的長(zhǎng)度為1.2 + 0. 04mm，寬 度為0. 2 + 0. 02mm，第五微帶線的長(zhǎng)度為0. 8 + 0. 01mm，寬度為0. 2 + 0. 02mm，第六微帶線 的長(zhǎng)度為3. 6 + 0. 01mm，寬度為0.2 + 0. 02mm，第走微帶線的長(zhǎng)度為0.6 + 0. 05mm，寬度 為0. 2 + 0. 02臟，第八微帶線的長(zhǎng)度為0. 8 + 0. 01mm，寬度為0. 2 + 0. 02臟，第九微帶線的 長(zhǎng)度為1.2 + 0. 04mm，寬度為0.2 + 0. 02mm，第十微帶線的長(zhǎng)度為1. 1 + 0. 02mm，寬度為 0. 2 + 0. 02mm，第^^一微帶線的長(zhǎng)度為4. 2 + 0. 02mm，寬度為0. 2 + 0. 02mm，第十二微帶線的 長(zhǎng)度為1. 1 ±0. 02mm，寬度為0. 2 + 0. 02mm，第二十微帶線接輸出端口，其特性阻抗為50 Q， 長(zhǎng)度為1. 3 + 0. 02mm，寬度為0. 8 + 0. 03mm，第一微帶線和第八微帶線的間距為0. 1+0. 05mm 第H微帶線和第五微帶線的間距為0. 1 + 0. 05mm，第二微帶線和第四微帶線W及第九微帶 線之間的間距為0. 1 + 0.05 mm。
【文檔編號(hào)】H01P1-203GK204289663SQ201420505763
【發(fā)明者】章秀銀, 徐金旭, 郭慶毅, 葉曉鋒, 趙小蘭 [申請(qǐng)人]華南理工大學(xué)