專利名稱：基于多模矩形環(huán)諧振腔的雙通帶超寬帶濾波器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及超寬帶無線技術，特別是一種結構緊湊的基于多模矩形環(huán)諧振腔的雙通帶超寬帶濾波器。
背景技術：
19世紀后期馬可尼的無線電波發(fā)送和貝爾的電話發(fā)明為人類的通信方式帶來了神奇變化。通過兩者的結合，現(xiàn)在，我們擁有了讓我們在任何時間、任何地點和任何人保持著聯(lián)絡的強大的通信工具。隨著現(xiàn)代通信技術的發(fā)展，頻譜資源的日益匱乏，信號傳輸速率的要求日益提高，人們在提高頻帶利用率的同時，也同樣希望增加帶寬提高信息的傳輸速率，限制了無線通信技術的發(fā)展。因此，2002年美國聯(lián)邦通信委員會(FCC)將3.1-10.6GHz之間的頻段解禁，并允許將其應用于超寬帶設備中超寬帶技術受到了學術界和工業(yè)屆的廣泛關注，引起了超寬帶(Ultra-wideband, UWB)技術的研究熱潮。然而由于超寬帶通信占有頻帶太寬(3.1GHz到10.6GHz)，在這個頻段內(nèi)已經(jīng)存在一些常規(guī)的通信，例如:如用于衛(wèi)星通信的C波段和X波段，無線局域網(wǎng)(WLAN)和寬帶互通微波接入(WiMAX)。如何解決同頻干擾成為UWB研究重要內(nèi)容，而帶刻痕的超寬帶濾波器成為了關鍵。UWB濾波器多通帶化的傳統(tǒng)設計方法是多個濾波器的級聯(lián)，增加了系統(tǒng)體積和設計成本，同時易造成部件間的失配，降低系統(tǒng)的效率。近年來出現(xiàn)了一些新的設計思路，如多模諧振結構、缺陷地結構、過孔結構或者多層LTCC結構，雖有一定技術進步，但是在系統(tǒng)大規(guī)模集成、阻帶任意可調(diào)等關鍵技術要素方面有所欠缺。所以設計具有可調(diào)刻痕阻帶的雙通帶超寬帶濾波器具有重要的意義。

實用新型內(nèi)容本實用新型利用折疊式多模矩形環(huán)諧振結構優(yōu)異的諧振特性，其目的是為了設計出一種結構緊湊性能優(yōu)異，實用范圍廣泛的雙通帶超寬帶濾波。本實用新型所采用的技術方案:一種新型的基于多模矩形環(huán)諧振腔的雙通帶超寬帶濾波器，包括形成于介質(zhì)板上、下表面的金屬微帶貼片和金屬接地板，所述金屬微帶貼片包括多模諧振腔和一個加載開路均勻微帶線存根，其中多模諧振腔是由全波長的微帶線和附加的三個矩形環(huán)加載存根構成的。。所述的基于多模矩形環(huán)諧振腔的雙通帶超寬帶濾波器，其特征在于，全波長的微帶線和附加的三個矩形環(huán)加載存根之間用一組交趾電容連接，所述交趾電容的每條交趾的寬度與各交趾之間的間隙相等。所述的基于多模矩形環(huán)諧振腔的雙通帶超寬帶濾波器，其特征在于，三個矩形環(huán)加載是以中軸對稱，但不相同尺寸。所述的基于多模矩形環(huán)諧振腔的雙通帶超寬帶濾波器，其特征在于，在三個矩形環(huán)加載存根下加載開路均勻微帶線存根，通過加載的開路均勻微帶線存根實現(xiàn)雙通帶。[0011]本實用新型相對于現(xiàn)有技術具有如下的優(yōu)點及特性:(I)結構緊湊、尺寸小，易于加工，且制作價格便宜。(2)在固定濾波器通帶的中心頻點的同時，可以通過改變交趾電容的數(shù)目來調(diào)節(jié)濾波器的通頻帶大小。(3)通過改變交趾電容和三矩形環(huán)加載存根的尺寸，或者改變介質(zhì)板的介電常數(shù)的大小都可以調(diào)整濾波器的通頻帶的大小和中心頻點的位置。(4)通過改變加載開路均勻微帶線存根的尺寸可以調(diào)整產(chǎn)生的刻痕阻帶的位置。
圖1是本實用新型所述雙通帶超寬帶濾波器的基本結構俯視圖；圖2是本實用新型所述雙通帶超寬帶濾波器的基本結構主視圖；圖3是本實用新型所述雙通帶超寬帶濾波器的基本結構側視圖；圖4是本實用新型所述雙通帶超寬帶濾波器的等效電路具體實施方式
近年來，多模矩形環(huán)諧振開始被應用到微帶帶通濾波器的設計中，這種類型濾波器充分利用在通帶內(nèi)呈現(xiàn)多個諧振模式的特性，實現(xiàn)多模矩形環(huán)諧振濾波器具有多通帶超寬帶性能。與其它的雙通超寬帶濾波器相比，這種濾波器的結構緊湊，易于加工，適用范圍廣，有望在超寬帶(Ultra-WideBandwidth)無線技術中得到應用。本實用新型真是利用諧振結構的多諧振特性，設計了一種低成本、高性能，適用范圍較廣的雙通帶超寬帶濾波器。
以下結合附圖對本實用新型的具體結構作進一步的描述。如圖1所示，本實用新型所述雙通帶超寬帶濾波器采用雙面覆銅箔的介質(zhì)板制造。其中，介質(zhì)板上表面為金屬微帶貼片10 (白色部分)，介質(zhì)板的下表面為金色接地板20(灰色部分)。所述金屬微帶貼片10包括多模諧振腔30和一個加載開路均勻微帶線存根11，其中多模諧振腔30是由全波長的微帶線31和附加的三個矩形環(huán)加載存根32構成。圖中，A和1*2分別為三個矩形環(huán)加載的外環(huán)長寬，1*3和r4分別為三個矩形環(huán)加載的內(nèi)環(huán)長寬，L1為連接三個圓形加載的微帶線的長度，中間大矩形環(huán)下端距微帶線的高度為Ii1，兩旁小矩形環(huán)下端距微帶線的高度為h2，相鄰兩個矩形環(huán)環(huán)心間距為d4，交趾電容的長度為L3和L4，饋電端微帶線長為L5,開路均勻微帶線長為L6，連接三個矩形環(huán)加載的微帶線和交趾電容的微帶線寬度均為Cl1，開路均勻微帶線寬度為d2，饋電端微帶線寬為d3。圖2和圖3分別為雙通帶超寬帶濾波器的基本結構主視圖和側視圖，其中比為介質(zhì)的厚度，ht為金屬貼片和地板的厚度。這種雙通帶超寬帶濾波器的工作原理可以用圖4所示的等效電路模型來分析。介質(zhì)板上表面的金屬微帶貼片10由多模諧振腔(MMR)30和一個加載開路均勻微帶線存根11兩部分組成，其中:開路均勻微帶線存根11等效為雙諧振的LC諧振回路。該雙通帶濾波器的交趾電容兩端連接的是普通激勵源(50 Ω )。通過這種結構不同參數(shù)的設置實現(xiàn)雙通帶超寬帶的特性，隨著濾波器的某些結構參數(shù)(交趾電容和矩形環(huán)加載微帶線的長度，介質(zhì)板的介電常數(shù))的變化，該超寬帶濾波器的通頻帶帶寬在變化，中心頻點也在變化。與此同時，改變這種濾波器結構的交趾電容交趾的數(shù)量，可以使得濾波器在固定其通頻帶的中心頻點的同時，調(diào)整通頻帶的大小。通過調(diào)整均勻開路微帶線中樹杈的尺寸和角度可以實現(xiàn)雙通帶的性能及諧振頻點的調(diào)整。
權利要求1.一種新型的基于多模矩形環(huán)諧振腔的雙通帶超寬帶濾波器，其特征在于，包括形成于介質(zhì)板上、下表面的金屬微帶貼片和金屬接地板，所述金屬微帶貼片包括多模諧振腔和一個加載開路均勻微帶線存根，其中多模諧振腔是由全波長的微帶線和附加的三個矩形環(huán)加載存根構成的。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于多模矩形環(huán)諧振腔的雙通帶超寬帶濾波器，其特征在于，全波長的微帶線和附加的三個矩形環(huán)加載存根之間用一組交趾電容連接，所述交趾電容的每條交趾的寬度與各交趾之間的間隙相等。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于多模矩形環(huán)諧振腔的雙通帶超寬帶濾波器，其特征在于，三個矩形環(huán)加載是以中軸對稱，但不相同尺寸。
4.根據(jù)權利要求1所述的基于多模矩形環(huán)諧振腔的雙通帶超寬帶濾波器，其特征在于，在三個矩形環(huán)加載存根下加載開路均勻微帶線存根，通過加載的開路均勻微帶線存根實現(xiàn)雙通帶。
專利摘要本實用新型公開了一種新型的基于多模矩形環(huán)諧振腔的雙通帶超寬帶濾波器，包括形成于介質(zhì)板上、下表面的金屬微帶貼片和金屬接地板，所述金屬微帶貼片包括多模諧振腔和一個加載開路均勻微帶線存根，其中多模諧振腔是由全波長的微帶線和附加的三個矩形環(huán)加載存根構成的。本實用新型具有結構緊湊，尺寸小，易加工，且制作價格便宜等特點，適用范圍較廣的雙通帶超寬帶濾波器。
文檔編號H01P1/203GK202930512SQ201220656620
公開日2013年5月8日 申請日期2012年12月4日 優(yōu)先權日2012年12月4日
發(fā)明者蘇暢, 劉乘源, 劉文儉 申請人:哈爾濱飛羽科技有限公司