專利名稱：一種微帶濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微帶濾波器領(lǐng)域，尤其涉及 一 種缺陷接地結(jié)構(gòu)的
(DGS, Defected Ground Structure)微帶低通濾波器。
背景技術(shù)：
濾波器是一種選頻電路，可允許部分頻率的信號順利通過，而另一部分頻 率的信號受到較大抑制。濾波器按通過信號的頻段可分為低通濾波器、高通濾 波器、帶通濾波器和帶阻濾波器。按結(jié)構(gòu)類型可以分為微帶濾波器、同軸濾波 器、波導(dǎo)濾波器等。圖la和圖lb揭示了一種微帶濾波器。該濾波器分為頂層 11和底層12,頂層11上的金屬片被蝕刻后形成對稱的不規(guī)則圖形13,底層 12為接地金屬片。該微帶濾波器尺寸相對較大，在某些場合應(yīng)用不是非常方 便。
隨著微帶線濾波器的不斷發(fā)展， 一種新的結(jié)構(gòu)的微帶濾波器出現(xiàn)了，這種 新的微帶線濾波器被命名為缺陷接地結(jié)構(gòu)(DGS )微帶濾波器。缺陷接地結(jié)構(gòu)， 顧名思義就是在微波電路的接地金屬平面上人為地蝕刻出"缺陷"，從而改變接地 電流的分布，達(dá)到傳輸線的頻率特性的一種結(jié)構(gòu)。中國專利/專利申請 CN20061002939.0、 CN200610117045.2和CN200710040746.5分別揭示了三種 啞鈴型DGS微帶濾波器。這三種濾波器均為寬頻帶濾波器，基本能覆蓋 3.0-10.8GHz的頻帶寬度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種新型缺陷接地結(jié)構(gòu)的微帶濾波器。該微帶濾波 器尺寸較小，結(jié)構(gòu)簡單，并且在工作頻段有良好的性能表現(xiàn)。
為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明微帶濾波器具有以下結(jié)構(gòu)，該微帶濾波器 由印刷電路板制作，該印刷電路板的第一層包括具有電容效應(yīng)的十字開路微帶 線，第二層包括具有電感效應(yīng)的第一缺陷地單元和第二缺陷地單元，該第一缺 陷地單元和第二缺陷地單元沿電路板縱軸線成軸對稱，該第一缺陷地單元和第 二缺陷地單元均包括第一 "山，，字形狹槽和第二 "山"字形狹槽，該第一 "山"字形狹槽和第二 "山"字形狹槽開口相對設(shè)置，并且沿電路板的橫軸線成軸對 稱，第一層的十字開路微帶線相對位于第二層的兩個缺陷接地單元之間。
本發(fā)明的缺陷接地結(jié)構(gòu)微帶濾波器具有尺寸較小、結(jié)構(gòu)也比較簡單，并且 在其工作頻帶上有良好的性能表現(xiàn)。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的一種微帶濾波器； 圖2a為本發(fā)明實施例微帶濾波器的頂層結(jié)構(gòu)圖； 圖2b為本發(fā)明實施例微帶濾波器的底層結(jié)構(gòu)圖； 圖3為本發(fā)明實施例;微帶濾波器立體結(jié)構(gòu)圖； 圖4為本發(fā)明實施例;徵帶濾波器頂層、底層重疊結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為本發(fā)明實施例^t帶濾波器仿真插入損耗、回波損耗曲線圖； 圖6a、 6b、 6c、 6d為本發(fā)明第二實施例微帶濾波器各層結(jié)構(gòu)圖； 圖7為本發(fā)明第二實施例微帶濾波器立體結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式
本發(fā)明微帶濾波器主要由 一個十字形電容效應(yīng)的金屬片并聯(lián)兩個串連在 一起的具有電感效應(yīng)的缺陷接地結(jié)構(gòu)組成。
圖2a和圖2b分別為本發(fā)明最優(yōu)實施例微帶濾波器的頂層和底層結(jié)構(gòu)圖。圖 3為該實施例的立體結(jié)構(gòu)圖。如圖2a和2b及圖3所示，該;徵帶濾波器l的頂層包 括具有電容效應(yīng)的十字開路微帶線22，該十字開路微帶線22可用銅等金屬制 作。十字開路微帶線22包括縱線221和橫線222。橫線的寬度w對應(yīng)特性阻抗， 這里w取18密耳(1密耳=0. 0254毫米)，對應(yīng)特性阻抗50歐姆，橫線的長度沒 有特別的要求。另外，在本實施例中縱線的長度L設(shè)計為123密耳，寬度w，設(shè) 計為60密耳?？v線決定了決定了該濾波器的電容特性，所以縱線是頂層的主要 設(shè)計。故該濾波器頂層占用空間僅為60密耳xl23密耳，相對于許多的微帶濾 波器尺寸減少了很多。另外，十字開路微帶線22的厚度設(shè)計為0. 5oz(loz = 1.4 密耳)。
底層采用缺陷接地結(jié)構(gòu)設(shè)計，在整個金屬面24上蝕刻出缺陷接地結(jié)構(gòu)，包 括第一缺陷地單元25和第二缺陷地單元26。第一和第二缺陷地單元25、 26具有
5完全相同的結(jié)構(gòu)，均為蝕刻出的兩個似"山"字形結(jié)構(gòu)，這兩個似"山"字形 結(jié)構(gòu)開口相對設(shè)置。這兩個"山"字形結(jié)構(gòu)是印刷電絲j反的底層經(jīng)過蝕刻后露
出的襯底。第一缺陷地結(jié)構(gòu)25和第二缺陷地結(jié)構(gòu)26沿電游^反軸線AA，成軸對 稱。第一缺陷地結(jié)構(gòu)25和第二缺陷地結(jié)構(gòu)26的間距I由十字開贈4效帶線22的縱 線的寬度w'決定， 一般I等于w，。第一缺陷地單元25包括第一似"山"字形 狹槽251和第二似"山"字形狹槽252。第一似"山"字形狹槽251開口和第二 似"山，，字形狹槽252開口相對。第一似"山"字形狹槽251和第二似"山"字 形狹槽252沿軸線BB，成軸對稱，其間距I' 一般與十字開路微帶線22的橫線 222之寬w相等。底層的整個缺陷接地結(jié)構(gòu)設(shè)計相當(dāng)于兩個串連的電感。在本實 施例中，似"山，，字形的狹槽的尺寸如下，第一寬a為114密耳，第一長b為110 密耳，第二寬c為15密耳，第二長d為92密耳，第三寬e為20密耳。
如圖4所示，圖4為頂層和底層重疊在一起的結(jié)構(gòu)示意圖。從圖4可以看出， 頂層的十字開路^f效帶線22相對位于底層的兩個缺陷接地單元25、 26之間，即頂 層的十字形開路」徵帶線22剛好嵌在底層缺陷地單元之間，巧妙的形成了 一個三 階(L-C-L)濾波器。
圖5是該低通濾波器的仿真結(jié)果圖，曲線l表示回波損耗，曲線2表示插入 損耗。從該仿真結(jié)果可以看出，在通帶范圍內(nèi)插入損耗小于O. 5dB，回波損耗 小于-18dB。在無線局域網(wǎng)802. 11b/g的2. 4GHz-2. 5GHz范圍內(nèi),插入損耗僅為 0.42~0.44dB,回波損^J'J達(dá)到-32 ~-38dB。所以將該j氐通濾波器應(yīng)用于無線 局域網(wǎng)設(shè)備，性能非常良好。另外，也能抑制二次諧波分量、三次諧波分量以 及802. 11a的5G頻l殳。
一般的印刷電路板都超過兩層，當(dāng)在第一層和第二層上設(shè)計有圖2a、圖2b 所示的微帶濾波器時，其他各層如何設(shè)計才不至于影響到該-徵帶濾波器的高頻 性能呢？圖6a 圖6d為本發(fā)明第二實施例各層結(jié)構(gòu)示意圖，圖7為對應(yīng)的立體 圖。本發(fā)明第二實施例和第一實施例的區(qū)別在于第二實施例的印刷電路板有四 層。其中第一層和第二層的結(jié)構(gòu)和本發(fā)明第一實施例的結(jié)構(gòu)一樣，請參圖6a 和圖6b,在此不再贅述。第三層和第四層在設(shè)計的時候，需保證第一層和第二 層濾波器結(jié)構(gòu)投影在第三層和第四層上的部分沒有設(shè)置金屬片，只是印刷電路 板的襯底，如圖6c和圖6d所示。這里的第二實施例只是舉了一個四層結(jié)構(gòu)印刷 電路板，三層結(jié)構(gòu)同樣參照其設(shè)計思想。
權(quán)利要求
1、一種微帶濾波器，由印刷電路板制作，其特征在于印刷電路板的第一層包括具有電容效應(yīng)的十字開路微帶線，第二層包括具有電感效應(yīng)的第一缺陷地單元和第二缺陷地單元，第一缺陷地單元和第二缺陷地單元沿電路板縱軸線成軸對稱，第一缺陷地單元和第二缺陷地單元均包括第一“山”字形狹槽和第二“山”字形狹槽，所述第一“山”字形狹槽和第二“山”字形狹槽開口相對設(shè)置，并且沿電路板的橫軸線成軸對稱，第一層的十字開路微帶線相對位于第二層的兩個缺陷接地單元之間。
2、 如權(quán)利要求1所述的微帶濾波器，其特征在于所述十字開路微帶線 的材質(zhì)為銅。所述"山"字形結(jié)構(gòu)為印刷電路板襯底。
3、 如權(quán)利要求1所述的微帶濾波器，其特征在于所述十字開路微帶線 包括一橫線和一縱線，所述橫線寬為18密耳。
4、 如權(quán)利要求3所述的微帶濾波器，其特征在于所述十字開路微帶線 的縱線長為123密耳，寬為60密耳。
5、 如權(quán)利要求3所述的微帶濾波器，其特征在于所述第一 "山"字形 狹槽的第一寬為114密耳，第一長為110密耳，第二寬為15密耳，第二長為 92密耳，第三寬為20密耳。
6、 如權(quán)利要求1所述的微帶濾波器，其特征在于所述十字開路微帶線 包括一橫線和一縱線，所述第一缺陷地單元和第二缺陷地單元之間的間距和所 述縱線的寬度相等。
7、 如權(quán)利要求6所述的微帶濾波器，其特征在于所述第一 "山"字形 狹槽和所述第二 "山"字形狹槽之間的間距和所述橫線的寬度相等。
8、 如權(quán)利要求5所述的微帶濾波器，其特征在于所述微帶濾波器工作 在2. 4GHz~2. 5GHz。
9、 如權(quán)利要求1所述的^鼓帶濾波器，其特征在于所述^f敬帶濾波器為三 階LCL型濾波器。
10、 一種微帶濾波器，由印刷電路板制作，其特征在于印刷電路板的第 一層包括具有電容效應(yīng)的十字開路微帶線，第二層包括具有電感效應(yīng)的第 一缺 陷地單元和第二缺陷地單元，第一缺陷地單元和第二缺陷地單元沿電路板縱軸線成軸對稱，第一缺陷地單元和第二缺陷地單元均包括第一 "山"字形狹槽和 第二 "山"字形狹槽，所述第一 "山"字形狹槽和第二 "山"字形狹槽開口相 對設(shè)置，并且沿電路板的橫軸線成軸對稱，第一層的十字開路微帶線相對位于 第二層的兩個缺陷接地單元之間，該印刷電路板還包括第三層，所述第三層中 第一層和第二層微帶濾波器結(jié)構(gòu)在第三層上投影的這一部分為印刷電路板襯 底。
全文摘要
本發(fā)明提供一種新型缺陷接地結(jié)構(gòu)的微帶濾波器。該微帶濾波器由印刷電路板制作，該印刷電路板的第一層包括具有電容效應(yīng)的十字開路微帶線，第二層包括具有電感效應(yīng)的第一缺陷地單元和第二缺陷地單元，該第一缺陷地單元和第二缺陷地單元沿電路板縱軸線成軸對稱，該第一缺陷地單元和第二缺陷地單元均包括第一“山”字形狹槽和第二“山”字形狹槽，該第一“山”字形狹槽和第二“山”字形狹槽開口相對設(shè)置，并且沿電路板的橫軸線成軸對稱，第一層的十字開路微帶線相對位于第二層的兩個缺陷接地單元之間。本發(fā)明的缺陷接地結(jié)構(gòu)微帶濾波器尺寸較小、結(jié)構(gòu)也比較簡單，并且在其工作頻帶上性能表現(xiàn)良好。
文檔編號H01P1/20GK101436696SQ20081018335
公開日2009年5月20日 申請日期2008年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月28日
發(fā)明者偉 楊 申請人:杭州華三通信技術(shù)有限公司