專利名稱：一種通低頻阻高頻的微帶濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種適用于寬帶微波通信的通低頻阻高頻的微帶濾波器，特別是涉及一種帶寬大于2-3GHz的微帶濾波器。
背景技術(shù)：
眾所周知，濾波器是微波通訊中的一個(gè)重要元件，它具有過(guò)濾雜訊，使通訊信號(hào)清晰的功能。濾波器按照功能使用的角度可以分為低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器和帶阻濾波器四種。其中低通濾波器的作用是讓較低頻率的訊號(hào)通過(guò)，而讓較高頻率的訊號(hào)隔除，多用于功放等有源器件。這類濾波器件主要是用來(lái)隔絕倍頻等高頻諧波等寄生信號(hào)噪聲，其性能主要從兩方面來(lái)衡量，首先是高頻帶阻區(qū)間越寬越好，例如跨越工作頻段的若干倍，這對(duì)于功率放大器或者是有源器件產(chǎn)生高質(zhì)量信號(hào)意義重大，此外，和所有的帶阻濾波器相同，帶阻區(qū)間中的帶內(nèi)抑制是檢驗(yàn)帶阻濾波器件的基本參數(shù)。
由介電片和高溫超導(dǎo)電路組成(中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)2003101067246)，雖然能夠達(dá)到提高濾波器的功率負(fù)載和有效介電常數(shù)，實(shí)現(xiàn)小型化，但是工藝復(fù)雜，成本很高；或者由多組折疊式的微帶線以及微帶線中增加調(diào)整線來(lái)實(shí)現(xiàn)(中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)2003101066879)，這種濾波器雖然具有降低回波損耗(極低的帶內(nèi)波動(dòng))、設(shè)計(jì)靈活和易于實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)，但是仍舊存在成本高，工藝復(fù)雜的缺點(diǎn)。原因是目前為止，微帶線本身的結(jié)構(gòu)是在下底板敷一層金屬作接地板，上表面由位于接地板中心對(duì)稱面上的中心金屬導(dǎo)(體)帶構(gòu)成。1999年，Sorolla首次提出把光子晶體的概念應(yīng)用到微帶線中去，通過(guò)在微帶線接地板上周期性的打孔技術(shù)實(shí)現(xiàn)了帶阻濾波，并且當(dāng)改變其中一對(duì)孔間距離時(shí)(即引入缺陷)，在阻帶中出現(xiàn)一個(gè)或者多個(gè)高透的諧振峰(缺陷模)，可以用于單通道或者多通道的帶通濾波器件。但是，到目前為止，所有的微帶阻帶濾波技術(shù)都是阻帶帶寬約2-3GHz的濾波，通低頻阻高頻更寬帶寬的阻帶濾波技術(shù)還沒(méi)發(fā)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是公開一種通低頻阻高頻的微帶濾波器，這種微帶濾波器結(jié)構(gòu)緊湊，可以實(shí)現(xiàn)超寬頻帶內(nèi)的帶阻。
為了達(dá)到上述目的，發(fā)明人經(jīng)長(zhǎng)期眼球發(fā)現(xiàn)對(duì)不同標(biāo)度的光子晶體可以在各自的標(biāo)度頻率段產(chǎn)生光子晶體帶隙，如果將這些光子晶體串聯(lián)成為一個(gè)系統(tǒng)，則整個(gè)系統(tǒng)的阻帶就是這些光子晶體帶阻的疊加，這樣可以有效地拓寬帶阻寬度，這樣的代價(jià)是整個(gè)系統(tǒng)的長(zhǎng)度是所有不同光子晶體結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度的總和。用上述思想，采用不同的實(shí)現(xiàn)方式，核心是設(shè)計(jì)一個(gè)多“標(biāo)度”的單元，每個(gè)單元同時(shí)具有不同標(biāo)度的諧振長(zhǎng)度，將這些單元周期連接起來(lái)，則可能得到一個(gè)寬帶抑制的光子晶體微帶線結(jié)構(gòu)-濾波器。具體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在介質(zhì)基片的下表面敷一層金屬膜作接地板，在上表面設(shè)計(jì)周期性排列的基環(huán)(矩形環(huán)，方環(huán)，圓環(huán)等等)，這些基環(huán)與基環(huán)之間用導(dǎo)帶連接。然后用多條周期性的金屬片(其周期數(shù)與基環(huán)的周期性相對(duì)應(yīng))在基環(huán)內(nèi)連接環(huán)的左右兩邊或(和)上下兩邊，從而形成多個(gè)周期性的子環(huán)。整個(gè)結(jié)構(gòu)的兩端通過(guò)50歐姆匹配線與SMA頭(轉(zhuǎn)接頭)相連。
本發(fā)明具有如下的效果和優(yōu)點(diǎn)1.由于本發(fā)明中周期性的子環(huán)也與導(dǎo)帶一起構(gòu)成一組光子晶體，所以適當(dāng)調(diào)節(jié)各條路徑的位置可以看作調(diào)整多個(gè)光子晶體結(jié)構(gòu)的大小，從而調(diào)整它們帶隙的位置，使得它們的帶隙部分重合疊加產(chǎn)生一個(gè)寬帶帶阻濾波。
2.不用更多的器件，只是在基環(huán)內(nèi)用金屬片連接，但實(shí)現(xiàn)了多組光子晶體組合在一起所能達(dá)到的效果，使得結(jié)構(gòu)緊湊，實(shí)現(xiàn)了元件的小型化。


圖1為本實(shí)用新型的微帶濾波器結(jié)構(gòu)示意圖圖2這種結(jié)構(gòu)的傳輸頻譜圖圖中1-轉(zhuǎn)接頭；2-基環(huán)；3-導(dǎo)帶；4-金屬片；5-介質(zhì)基片。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱附圖1。本實(shí)用新型為一種通低頻阻高頻的微帶濾波器。我們?cè)诮橘|(zhì)基片5的下表面敷一層金屬膜作接地板，在上表面設(shè)計(jì)周期性排列的基環(huán)2(其形狀可以是矩形環(huán)，方環(huán)，圓環(huán)等等)，這些基環(huán)2與基環(huán)2之間用導(dǎo)帶3連接。然后選擇適當(dāng)位置用多條金屬片4(其周期數(shù)與基環(huán)的周期性相對(duì)應(yīng))在基環(huán)2內(nèi)左右兩邊或(和)上下兩邊周期性對(duì)稱連接，從而形成多個(gè)周期性的子環(huán)。整個(gè)結(jié)構(gòu)的兩端通過(guò)50歐姆匹配線與轉(zhuǎn)接頭1(SMA頭)相連。介質(zhì)基片5的相對(duì)介電常數(shù)為2.6，厚度為0.8mm，上表面基環(huán)2的長(zhǎng)寬分別為20mm，3mm。由外向內(nèi)構(gòu)成的第二級(jí)、三級(jí)、四級(jí)子環(huán)的周長(zhǎng)分別是17mm，14.5mm，12mm。用來(lái)連接基環(huán)2和基環(huán)2的導(dǎo)帶3長(zhǎng)為1mm，50歐姆匹配線寬為2.23mm，其余所有的金屬線線寬都是0.5mm，金屬的厚度為0.035mm。本實(shí)用新型采用HP8722ES網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量，測(cè)量的傳輸頻譜圖如圖2所示。從圖2中可以看出在3.6GHz到18.5GHz很寬的頻率范圍內(nèi)產(chǎn)生了很深的帶隙。
權(quán)利要求1.一種通低頻阻高頻的微帶濾波器，包括介質(zhì)基片(5)和下表面敷的金屬層接地板，其特征在于在介質(zhì)基片(6)的上表面設(shè)有按使用需求設(shè)計(jì)的周期性排列的基環(huán)(2)，基環(huán)(2)內(nèi)設(shè)有左右兩邊或(和)上下兩邊周期性對(duì)稱的金屬片(4)，基環(huán)(2)之間用導(dǎo)帶(3)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通低頻阻高頻的微帶濾波器，其特征在于所述的基環(huán)(2)的形狀是矩形，或正方形，或圓形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通低頻阻高頻的微帶濾波器，其特征在于所述的基環(huán)(2)之間的間距是相等。
專利摘要一種通低頻阻高頻的微帶濾波器，涉及一種帶寬大于2－3GHz的微帶濾波器。在介質(zhì)基片(5)的下表面敷一層金屬膜作接地板，在上表面設(shè)計(jì)周期性排列的形狀為矩形、方形、圓形的基環(huán)(2)，這些基環(huán)(2)之間用導(dǎo)帶(3)連接，基環(huán)(2)內(nèi)設(shè)有左右兩邊或(和)上下兩邊周期性對(duì)稱連接的多條金屬片(4)，從而在基環(huán)(2)內(nèi)形成多個(gè)周期性的子環(huán)。整個(gè)結(jié)構(gòu)的兩端通過(guò)50歐姆匹配線與轉(zhuǎn)接頭(1)相連。調(diào)節(jié)子環(huán)的位置就能調(diào)整多個(gè)光子晶體結(jié)構(gòu)的大小，從而調(diào)整它們帶隙的位置，使其帶隙部分重合疊加產(chǎn)生一個(gè)寬帶帶阻濾波。只要在基環(huán)(2)內(nèi)用金屬片(4)連接，就能不增器件實(shí)現(xiàn)多組光子晶體組合所能達(dá)到的效果，結(jié)構(gòu)緊湊，能實(shí)現(xiàn)元件小型化。
文檔編號(hào)H01P1/20GK2840340SQ20052004465
公開日2006年11月22日 申請(qǐng)日期2005年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月31日
發(fā)明者李宏強(qiáng), 文茂翠, 魏澤勇 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)