專(zhuān)利名稱(chēng)：一種四開(kāi)環(huán)雙頻帶微帶濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種四開(kāi)環(huán)雙頻帶微帶濾波器，屬電子濾波器件技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
微帶濾波器是以電磁場(chǎng)理論為基礎(chǔ)，通過(guò)微帶線(xiàn)本身的感性、容性及相互耦合實(shí) 現(xiàn)的一種濾波器，由于其體積小、可靠性高、生產(chǎn)一致性好、無(wú)須調(diào)試、易于集成等優(yōu)點(diǎn)，在 微波混合電路中廣泛使用。缺陷地波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的開(kāi)環(huán)諧振器同時(shí)具有片式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，相比 微帶開(kāi)環(huán)、閉環(huán)式諧振單元它具有更大的功率容量。這種缺陷地波導(dǎo)濾波器使用波導(dǎo)結(jié)構(gòu) 和微帶相連，這不僅有波導(dǎo)的強(qiáng)容納特性，而且還具有顯著的慢波特性，這種立體結(jié)構(gòu)在不 增加工藝難度的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了雙通特性并減小了電路體積。通過(guò)開(kāi)環(huán)諧振器的不同方式 的耦合，產(chǎn)生了兩個(gè)傳輸零點(diǎn)，使得帶通特性呈現(xiàn)一種良好的裙陡特性，具有良好的阻帶特 性。缺陷地波導(dǎo)與微帶構(gòu)成了一個(gè)立體結(jié)構(gòu)的濾波器，同時(shí)減少了工藝設(shè)計(jì)難度，同LTCC 相比，LTCC不僅工藝技術(shù)要求高，而加工周期長(zhǎng)，需要的工藝流程多，而采用本發(fā)明的立體 結(jié)構(gòu)濾波器具有同LTCC相同的響應(yīng)特性，同時(shí)不增加工藝難度。缺陷地波導(dǎo)結(jié)構(gòu)還具有與 微帶線(xiàn)相異的電磁分布形式，從而呈現(xiàn)出一些微帶所不具有的特性，較遠(yuǎn)距離的強(qiáng)耦合；并 且可以實(shí)現(xiàn)較大的阻抗或較小微帶小的阻抗。DGW結(jié)構(gòu)的開(kāi)環(huán)諧振器是一種簡(jiǎn)單、緊湊的微帶結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)具有設(shè)計(jì)緊湊，便于 集成和采用印刷電路技術(shù)批量生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，在有限的介質(zhì)基板上實(shí)現(xiàn)性能高的小型化微波濾波器與實(shí)現(xiàn)雙 通帶特性，本發(fā)明通過(guò)采用微帶開(kāi)環(huán)諧振器與DGW結(jié)構(gòu)的開(kāi)環(huán)諧振器相互耦合的設(shè)計(jì)，來(lái) 設(shè)計(jì)一種微波雙帶通濾波器。本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種四開(kāi)環(huán)雙頻帶微帶濾波器，由一對(duì)缺陷接地波導(dǎo)結(jié)構(gòu) 的半波長(zhǎng)開(kāi)環(huán)諧振器、微帶開(kāi)環(huán)諧振器和位于基板之上的饋線(xiàn)組成一個(gè)立體形濾波器，所 述濾波器由三層構(gòu)成，微帶開(kāi)環(huán)諧振器3、4與微帶抽頭饋線(xiàn)5、6設(shè)置在上面的第一層，中間 層為為介質(zhì)層，下面的第三層為缺陷接地波導(dǎo)半波長(zhǎng)開(kāi)環(huán)諧振器1、2 ；四個(gè)開(kāi)環(huán)諧振器形 狀相同，開(kāi)環(huán)缺口位置不同；微帶開(kāi)環(huán)諧振器3、4在下面第三層的垂直投影位于缺陷接地 波導(dǎo)半波長(zhǎng)開(kāi)環(huán)諧振器1、2的相鄰并相互平行，缺陷接地波導(dǎo)半波長(zhǎng)開(kāi)環(huán)諧振器1、2到微 帶開(kāi)環(huán)諧振器3、4的距離為2. 2mm-2. 5mm ；微帶開(kāi)環(huán)諧振器3與微帶開(kāi)環(huán)諧振器4并排排 列，二諧振器開(kāi)環(huán)處相鄰；缺陷接地波導(dǎo)半波長(zhǎng)開(kāi)環(huán)諧振器1與缺陷接地波導(dǎo)半波長(zhǎng)開(kāi)環(huán) 諧振器2并排排列，二諧振器開(kāi)環(huán)處位置分別與相鄰微帶開(kāi)環(huán)諧振器相反。其結(jié)構(gòu)如圖3 所示。本發(fā)明四開(kāi)環(huán)雙頻帶的微帶帶通濾波器由缺陷地波導(dǎo)DGW開(kāi)環(huán)諧振器和微帶半 波長(zhǎng)開(kāi)環(huán)諧振器為主體，兩者間不同的電磁場(chǎng)分布產(chǎn)生了不同的耦合方式，產(chǎn)生額外的傳 輸零點(diǎn)以抑制阻帶，提高阻帶特性。
所述的DGW結(jié)構(gòu)環(huán)型諧振器由于其位于傳統(tǒng)接地板上這一性質(zhì)，呈現(xiàn)出明顯的慢 波效應(yīng)，即相同的尺寸能降低通帶中心頻率實(shí)現(xiàn)了濾波器的小型化，同時(shí)缺陷地波導(dǎo)(DGW) 結(jié)構(gòu)中的環(huán)型諧振器通過(guò)耦合形成一個(gè)低頻帶通，同時(shí)微帶環(huán)型諧振器通過(guò)與這兩者的耦 合使其與饋線(xiàn)互聯(lián)，微帶諧振器組成了一高頻率的通帶，同時(shí)在兩個(gè)通帶間產(chǎn)生了傳輸零 點(diǎn)，這兩個(gè)零點(diǎn)是由于他們間不同的耦合方式形成的，這樣濾波器性能具有良好的帶外阻 帶特性與陡峭的截止頻率，整個(gè)器件呈現(xiàn)出良好的性能，這樣整體濾波器是一個(gè)寬帶的濾 波器，克服了普通微帶諧振器所不能實(shí)現(xiàn)較大阻抗與較小阻抗兩段盲區(qū)的缺點(diǎn)。所得的微帶濾波器不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且具有雙帶通特性、良好的帶通特性，較大的 帶寬與顯著的慢波效應(yīng)。缺陷接地波導(dǎo)半波長(zhǎng)開(kāi)環(huán)諧振器，其獨(dú)有的慢波效應(yīng)，降低了濾波 器的級(jí)數(shù)，提高了頻響特性，降低了濾波器的帶通中心頻率。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較的有益效果是，本發(fā)明在不增加電路面積和加工復(fù)雜度前 提下，采用DGW結(jié)構(gòu)的開(kāi)環(huán)諧振器，在降低電路體積的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了雙通帶特性，并產(chǎn)生了 傳輸零點(diǎn)改善了頻響特性；采用這種結(jié)構(gòu)諧振器，使得在濾波器的頻率下移，呈現(xiàn)一種慢波 效應(yīng)有利于濾波器小型化，寬帶寬，耦合比微帶更易控制的特點(diǎn)。本發(fā)明設(shè)計(jì)緊湊，易于集 成，在密集的集成電路中使用方便。


圖1是一種四開(kāi)環(huán)雙頻帶微帶濾波器的布局示意圖；圖2是一種四開(kāi)環(huán)雙頻帶微帶濾波器的缺陷地波導(dǎo)開(kāi)環(huán)諧振器耦合方式圖；圖3是一種四開(kāi)環(huán)雙頻帶微帶濾波器的立體圖；圖1中1為缺陷接地波導(dǎo)半波長(zhǎng)開(kāi)環(huán)諧振器，2為缺陷接地波導(dǎo)半波長(zhǎng)開(kāi)環(huán)諧振 器，3為微帶開(kāi)環(huán)諧振器，4為微帶開(kāi)環(huán)諧振器，5為微帶抽頭饋線(xiàn)，6為微帶抽頭饋線(xiàn)；圖2中1為圖1中缺陷接地波導(dǎo)半波長(zhǎng)開(kāi)環(huán)諧振器1的邊長(zhǎng)(12mm)，II為圖1 中缺陷接地波導(dǎo)半波長(zhǎng)開(kāi)環(huán)諧振器1的槽寬(2mm)，III為圖1中缺陷接地波導(dǎo)半波長(zhǎng)開(kāi)環(huán) 諧振器1與開(kāi)環(huán)諧振器2的間距(3mm)；圖3中A為濾波器第一層，包括圖1中的微帶開(kāi)環(huán)諧振器3、4與微帶抽頭饋線(xiàn)5、 6 ;B為濾波器第二層，這層為介質(zhì)層(介電常數(shù)4. 5，厚度0.8mm) ；C為濾波器第三層，包括 圖1中的缺陷接地波導(dǎo)半波長(zhǎng)開(kāi)環(huán)諧振器1、2。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明具體實(shí)施方式
如圖3所示。本實(shí)施例的微波帶通濾波器，由第三層的缺陷接地波導(dǎo)半波長(zhǎng)開(kāi)環(huán)諧振器1、2，第 一層的微帶抽頭饋線(xiàn)5、6和微帶半波長(zhǎng)環(huán)型諧振器3、4，第二層的介質(zhì)層構(gòu)成。四個(gè)開(kāi)環(huán) 諧振器形狀相同，開(kāi)環(huán)缺口位置不同；微帶開(kāi)環(huán)諧振器(3、4)在下面第三層的垂直投影位 于缺陷接地波導(dǎo)半波長(zhǎng)開(kāi)環(huán)諧振器(1、2)的相鄰并相互平行，環(huán)(1、2)到環(huán)(3、4)的距離 為2. 3mm ；微帶開(kāi)環(huán)諧振器3與微帶開(kāi)環(huán)諧振器4并排排列，二諧振器開(kāi)環(huán)處相鄰；缺陷接 地波導(dǎo)半波長(zhǎng)開(kāi)環(huán)諧振器1與缺陷接地波導(dǎo)半波長(zhǎng)開(kāi)環(huán)諧振器2并排排列，二諧振器開(kāi)環(huán) 處位置分別與相鄰微帶開(kāi)環(huán)諧振器相反。其中，缺陷接地波導(dǎo)半波長(zhǎng)開(kāi)環(huán)諧振器1的邊長(zhǎng)I為12mm，缺陷接地波導(dǎo)半波長(zhǎng)開(kāi)環(huán)諧振器1的槽寬II為2mm，缺陷接地波導(dǎo)半波長(zhǎng)開(kāi)環(huán)諧振器1與開(kāi)環(huán)諧振器2的間距 III為3mm;介質(zhì)層的介電常數(shù)4. 5，介質(zhì)層厚度為0. 8mm。 在缺陷地波導(dǎo)開(kāi)環(huán)諧振器中，其電磁場(chǎng)沿諧振器的邊緣分布，這種分布使得不同 于微帶的分布，這里更強(qiáng)的電磁場(chǎng)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離下的相異與微帶的強(qiáng)耦合，而這種耦合 可以實(shí)現(xiàn)濾波性能的極大改善。在第三層上設(shè)計(jì)缺陷地波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的開(kāi)環(huán)半波長(zhǎng)諧振器，通 過(guò)介質(zhì)層與第一層的微帶開(kāi)環(huán)半波長(zhǎng)諧振器相耦合，微帶諧振器則通過(guò)抽頭饋線(xiàn)構(gòu)成濾波 器，同時(shí)缺陷地波導(dǎo)的慢波效應(yīng)，大幅度的降低了濾波器中心頻率，達(dá)到了電路小型化的目 的。諧振器間不同的耦合，可以得到額外的傳輸零點(diǎn)，提高了濾波器的阻帶抑制能力。該微 帶濾波器在微波電路和移動(dòng)通信電路系統(tǒng)中具有潛在的應(yīng)用前景與應(yīng)用價(jià)值。
權(quán)利要求
一種四開(kāi)環(huán)雙頻帶微帶濾波器，其特征是，所述濾波器由一對(duì)缺陷接地波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的半波長(zhǎng)開(kāi)環(huán)諧振器、微帶開(kāi)環(huán)諧振器和位于基板之上的饋線(xiàn)組成一個(gè)立體形濾波器，所述濾波器由三層構(gòu)成，四個(gè)開(kāi)環(huán)諧振器形狀相同，開(kāi)環(huán)缺口位置不同；微帶開(kāi)環(huán)諧振器(3、4)與微帶抽頭饋線(xiàn)(5、6)設(shè)置在上面的第一層，中間層為為介質(zhì)層，下面的第三層為缺陷接地波導(dǎo)半波長(zhǎng)開(kāi)環(huán)諧振器(1、2)；微帶開(kāi)環(huán)諧振器(3、4)在下面第三層的垂直投影位于缺陷接地波導(dǎo)半波長(zhǎng)開(kāi)環(huán)諧振器(1、2)的相鄰并相互平行，缺陷接地波導(dǎo)半波長(zhǎng)開(kāi)環(huán)諧振器(1、2)到微帶開(kāi)環(huán)諧振器(3、4)的距離為2.2mm 2.5mm；微帶開(kāi)環(huán)諧振器3與微帶開(kāi)環(huán)諧振器4并排排列，二諧振器開(kāi)環(huán)處相鄰；缺陷接地波導(dǎo)半波長(zhǎng)開(kāi)環(huán)諧振器1與缺陷接地波導(dǎo)半波長(zhǎng)開(kāi)環(huán)諧振器2并排排列，二諧振器開(kāi)環(huán)處位置分別與相鄰微帶開(kāi)環(huán)諧振器相反。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種四開(kāi)環(huán)雙頻帶微帶濾波器，其特征是，所述缺陷接地波 導(dǎo)半波長(zhǎng)開(kāi)環(huán)諧振器1與2直接耦合，缺陷地波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的開(kāi)環(huán)半波長(zhǎng)諧振器1與2，通過(guò)介 質(zhì)層與第一層的微帶開(kāi)環(huán)半波長(zhǎng)諧振器3與4相耦合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種四開(kāi)環(huán)雙頻帶微帶濾波器，其特征是，所述缺陷接地波 導(dǎo)半波長(zhǎng)開(kāi)環(huán)諧振器，其獨(dú)有的慢波效應(yīng)，降低了濾波器的級(jí)數(shù)，提高了頻響特性，降低了 濾波器的帶通中心頻率。
全文摘要
一種四開(kāi)環(huán)雙頻帶微帶濾波器，所述濾波器由一對(duì)缺陷接地波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的半波長(zhǎng)開(kāi)環(huán)諧振器、微帶開(kāi)環(huán)諧振器和位于基板之上的饋線(xiàn)組成一個(gè)立體形濾波器，所述濾波器由三層構(gòu)成，微帶開(kāi)環(huán)諧振器(3、4)與微帶抽頭饋線(xiàn)(5、6)設(shè)置在第一層，中間層為為介質(zhì)層，第三層為缺陷接地波導(dǎo)半波長(zhǎng)開(kāi)環(huán)諧振器(1、2)。所述的DGW結(jié)構(gòu)環(huán)型諧振器具明顯的慢波效應(yīng)，能實(shí)現(xiàn)濾波器的小型化，缺陷地波導(dǎo)(DGW)結(jié)構(gòu)中的環(huán)型諧振器通過(guò)耦合形成一個(gè)低頻帶通，同時(shí)微帶環(huán)型諧振器通過(guò)與這兩者的耦合使其與饋線(xiàn)互聯(lián)，微帶諧振器組成了一高頻率的通帶，能同時(shí)在兩個(gè)通帶間產(chǎn)生了傳輸零點(diǎn)，濾波器性能具有良好的帶外阻帶特性與陡峭的截止頻率。
文檔編號(hào)H01P1/203GK101950828SQ201010269419
公開(kāi)日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月1日
發(fā)明者劉海文, 姜楊, 王杉 申請(qǐng)人:華東交通大學(xué)