專利名稱：小型化超寬帶帶通濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)中的超寬帶帶通濾波器領(lǐng)域，特別是一種工作頻段為超寬帶(UWB)頻段3. 1-10. 6GHz的小型化超寬帶帶通濾波器，能夠很好的滿足現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)的多頻段和寬頻段的要求。
背景技術(shù)：
2002年，美國聯(lián)邦通信委員會(FCC)將3. lGHz-10. 6GHz的頻段解禁，允許商用， 隨后，超寬帶(UWB)系統(tǒng)被廣泛關(guān)注。作為現(xiàn)代通信系統(tǒng)關(guān)鍵部件的超寬帶帶通濾波器， 更是受到了越來越多研究人員的重視，如何制作尺寸小、帶內(nèi)損耗小同時又相對經(jīng)濟的 (3. lGHz-10. 6GHz)UWB帶通濾波器一直是科研人員努力的方向。目前較普遍的方法是利用高介電常數(shù)材料，采用耦合多模諧振技術(shù)來制作UWB帶通濾波器，如文獻“Ultra-Wideband (UffB) band-pass filters using multiple-mode resonator，，所述。為減小電路尺寸，文獻中采用高介電常數(shù)材料來制作超寬帶帶通濾波器，制作成本較高，不便于大規(guī)模應(yīng)用；同時文獻采用側(cè)邊耦合來給濾波器饋電，為實現(xiàn)高的耦合度，側(cè)邊耦合線的縫隙非常小，加工難度較大。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種工作頻段為超寬帶(UWB)頻段3. 1-10. 6GHz的小型化超寬帶帶通濾波器，能夠很好的滿足現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)的多頻段和寬頻段的要求。實現(xiàn)本實用新型目的的技術(shù)解決方案為一種小型化超寬帶帶通濾波器，包括第一金屬饋線、第二金屬饋線、金屬微帶線、人工介質(zhì)層和接地板，整個帶通濾波器呈左右對稱結(jié)構(gòu)，接地板上方為人工介質(zhì)層；人工介質(zhì)層上方為隔離層，金屬微帶線設(shè)置在隔離層上方中心位置；在金屬微帶線正下方的人工介質(zhì)層中設(shè)置數(shù)個金屬過孔與接地板連接，金屬過孔沿帶通濾波器的中軸對稱；第一金屬饋線、第二金屬饋線位于人工介質(zhì)層上表面且沿人工介質(zhì)層的中軸對稱，第一金屬過孔、第二金屬過孔設(shè)置在隔離層中且沿隔離層的中軸對稱，第一金屬饋線、第二金屬饋線通過第一金屬過孔、第二金屬過孔分別與端口相連。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點該新型UWB帶通濾波器利用上下層寬邊耦合技術(shù)，有效提高能量傳輸效率，3. lGHz-10. 6GHz的通帶內(nèi)插入損耗小于1. 5dB,回波損耗大于IOdB ；同時，該新型UWB帶通濾波器采用寬邊耦合技術(shù)，沒有窄帶或窄縫，降低了加工難度；此外，該新型UWB帶通濾波器采用低介電常數(shù)的介質(zhì)材料，制作成本低廉。由此可得該濾波器具有較好的應(yīng)用前景。

圖1是本實用新型小型化超寬帶帶通濾波器的俯視圖。圖2是本實用新型小型化超寬帶帶通濾波器的主視圖。圖3是實施例的仿真結(jié)果圖。
具體實施方式
本實用新型小型化超寬帶帶通濾波器主要由接地板、人工介質(zhì)層、隔離層和金屬微帶線組成，金屬微帶位于隔離層上方，人工介質(zhì)層中嵌入周期排列的金屬過孔，人工介質(zhì)層上表面有兩段金屬微帶饋線。接地板、人工介質(zhì)層、隔離層、金屬微帶線依次疊加且重合。 該新型結(jié)構(gòu)為左右對稱結(jié)構(gòu)。
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細(xì)描述。結(jié)合圖1、圖2，本實用新型小型化超寬帶帶通濾波器，包括第一金屬饋線1、第二金屬饋線8、金屬微帶線2、人工介質(zhì)層5和接地板6，整個帶通濾波器呈左右對稱結(jié)構(gòu)，接地板6上方為人工介質(zhì)層5 ；人工介質(zhì)層5上方為隔離層4，金屬微帶線2設(shè)置在隔離層4上方中心位置；在金屬微帶線2正下方的人工介質(zhì)層5中嵌有數(shù)個金屬過孔3與接地板6連接，金屬過孔3沿帶通濾波器的中軸對稱，金屬過孔3的個數(shù)為3-5個；第一金屬饋線1、第二金屬饋線8位于人工介質(zhì)層5上表面且沿人工介質(zhì)層5的中軸對稱，第一金屬過孔7、第二金屬過孔9設(shè)置在隔離層4中且沿隔離層4的中軸對稱，第一金屬饋線1、第二金屬饋線 8通過第一金屬過孔7、第二金屬過孔9分別與端口相連。實施例結(jié)合圖1和圖2，以通帶頻段為3. lGHz-10. 6GHz的超寬帶帶通濾波器實施方式。借助目前已非常成熟的微波集成電路加工工藝技術(shù)，按下列參數(shù)在印刷電路板上制作微帶電路。金屬饋線1長7mm，寬0. 4mm,位于人工介質(zhì)層上表面；金屬微帶線2長22mm， 寬1. 9mm，與端口導(dǎo)帶的間隙為0. 4mm ；人工介質(zhì)層中金屬過孔3的直徑為1mm，周期為2mm， 四個金屬過孔位于整個結(jié)構(gòu)的中間位置；隔離層4相對介電常數(shù)^為3. 38，厚度為0. 2mm ； 人工介質(zhì)層5相對介電常數(shù)^也為3. 38，厚度為Imm ；接地板6位于人工介質(zhì)層的下方；金屬過孔7直徑為1mm，位于隔離層中，上端連接端口導(dǎo)帶，下端連接金屬饋線；整個電路長度 1 為 26mm0
權(quán)利要求1.一種小型化超寬帶帶通濾波器，包括第一金屬饋線[1]、第二金屬饋線[8]、金屬微帶線[2]、人工介質(zhì)層[5]和接地板W]，整個帶通濾波器呈左右對稱結(jié)構(gòu)，接地板[6]上方為人工介質(zhì)層[5]；其特征在于人工介質(zhì)層[5]上方為隔離層W]，金屬微帶線[2]設(shè)置在隔離層[4]上方中心位置；在金屬微帶線[2]正下方的人工介質(zhì)層[5]中嵌有數(shù)個金屬過孔[3]與接地板[6]連接，金屬過孔[3]沿帶通濾波器的中軸對稱；第一金屬饋線[1]、第二金屬饋線[8]位于人工介質(zhì)層[5]上表面且沿人工介質(zhì)層[5]的中軸對稱，第一金屬過孔[7]、第二金屬過孔[9]設(shè)置在隔離層W]中且沿隔離層W]的中軸對稱，第一金屬饋線 [1]、第二金屬饋線[8]通過第一金屬過孔[7]、第二金屬過孔[9]分別與端口相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型化超寬帶帶通濾波器，其特征在于所述金屬過孔[3] 的個數(shù)為3-5個。
專利摘要本實用新型公開了一種小型化超寬帶帶通濾波器，主要由接地板、人工介質(zhì)層、隔離層和金屬微帶線組成，金屬微帶位于隔離層上方，人工介質(zhì)層中嵌入周期排列的金屬過孔，人工介質(zhì)層上表面有兩段金屬微帶饋線，接地板、人工介質(zhì)層、隔離層、金屬微帶線依次疊加且重合，該新型結(jié)構(gòu)為左右對稱結(jié)構(gòu)。本實用新型能有效提高能量傳輸效率，降低了加工難度；此外，該新型UWB帶通濾波器采用低介電常數(shù)的介質(zhì)材料，制作成本低廉，具有較好的應(yīng)用前景。
文檔編號H01P1/203GK202333088SQ20112019954
公開日2012年7月11日 申請日期2011年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月14日
發(fā)明者何磊, 劉小明, 唐萬春, 楊茂松, 王小軍, 王曉科, 王晴, 王橙, 陳如山 申請人:南京理工大學(xué)