一種基于多階躍阻抗諧振器加載的超寬帶帶阻濾波器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于多階躍阻抗諧振器加載的超寬帶帶阻濾波器，包括雙面覆銅微帶板，所述均勻阻抗諧振器一端分別與輸入端饋線及第一高阻抗連接線一端連接，其另一端開路，第一階躍阻抗諧振器微帶線較細(xì)的一端分別與第一高阻抗連接線另一端及第二高阻抗連接線一端連接，微帶線較寬的一端開路；第二階躍阻抗諧振器微帶線較細(xì)的一端分別與第二高阻抗連接線的另一端及輸出端饋線相連接，微帶線較寬的一端開路。本發(fā)明通過調(diào)整均勻阻抗諧振器和兩個階躍阻抗諧振器的特性阻抗，使帶阻濾波器的阻帶范圍能得到很大范圍的拓展。
【專利說明】-種基于多階躍阻抗諧振器加載的超寬帶帶阻濾波器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及微波工程領(lǐng)域，特別涉及一種基于多階躍阻抗諧振器加載的超寬帶帶 阻濾波器。

【背景技術(shù)】
[0002] 如今3G技術(shù)的在全國得到了越來越好的普及，而新一代無線通信系統(tǒng)4G也開始 發(fā)展起來，還有其他格式各樣的無線通信系統(tǒng)的應(yīng)用都標(biāo)志著無線技術(shù)又將迎來一個蓬勃 發(fā)展的高峰期。然而，隨著近年來無線信息產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，微波頻譜資源越來越匱乏，頻 帶的劃分越來越精細(xì)，利用率越來越高，為了適應(yīng)合理的頻譜應(yīng)用以及提高無線通信系統(tǒng) 的性能，帶阻濾波器成為了電路系統(tǒng)里重要的組成部分之一，其性能的優(yōu)劣也很大程度決 定了系統(tǒng)的工作質(zhì)量。帶阻濾波器是指能通過大部分頻率分量、但將某些范圍的頻率分量 衰減到極低水平的濾波器，與帶通濾波器的概念相對。帶阻濾波器廣泛應(yīng)用于無線通信系 統(tǒng)中，用來抑制高功率發(fā)射機(jī)的雜散輸出以及非線性功放或帶通濾波器產(chǎn)生的寄生通帶 等。
[0003] 在過去的幾十年中，對帶阻濾波器的研究相對其他濾波器而言不是很多，并且大 多數(shù)的研究成果屬于窄帶帶阻濾波器。然而，在某些特殊的無線通信系統(tǒng)當(dāng)中，寬帶帶阻濾 波器起到了相當(dāng)重要的作用，因此本發(fā)明專利是具有重要價值意義的。一般的帶阻濾波器 的設(shè)計是由1/4波長的短截線諧振器構(gòu)成，諧振器間隔1/4長的奇數(shù)倍并沿主波導(dǎo)或主傳 輸線排列。目前對于寬帶帶阻濾波器的研究當(dāng)中，其阻帶寬度大多數(shù)小于120%，或者結(jié)構(gòu) 相對復(fù)雜，又或者綜合性能不夠好。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明提供一種基于多階躍阻抗諧振器加 載的超寬帶帶阻濾波器，具有結(jié)構(gòu)簡單可靠、選擇性好、體積小、成本低、具有超寬阻帶特 性。
[0005] 本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0006] -種基于多階躍阻抗諧振器加載的超寬帶帶阻濾波器，包括雙面覆銅微帶板，在 所述雙面覆銅微帶板的同一面上分別印制輸入端饋線、輸出端饋線、均勻阻抗諧振器、第一 階躍阻抗諧振器、第二階躍阻抗諧振器、第一高阻抗連接線及第二高阻抗連接線，其中，所 述均勻阻抗諧振器一端分別與輸入端饋線及第一高阻抗連接線一端連接，其另一端開路； 所述第一階躍阻抗諧振器微帶線較細(xì)的一端分別與第一高阻抗連接線另一端及第二高阻 抗連接線一端連接，第一階躍阻抗諧振器微帶線較寬的一端開路，所述第二階躍阻抗諧振 器微帶線較細(xì)的一端分別與第二高阻抗連接線的另一端及輸出端饋線相連接，第二階躍阻 抗諧振器微帶線較寬的一端開路。
[0007] 所述輸入端饋線和輸出端饋線均為50歐姆的匹配阻抗。
[0008] 所述均勻阻抗諧振器、第一、第二階躍阻抗諧振器位于第一、第二高阻抗連接線的 同一側(cè)或兩側(cè)。
[0009] 本發(fā)明中，均勻阻抗諧振器、輸入端饋線、輸出端饋線、第一、二高阻抗連接線及第 一、第二階躍阻抗諧振器微帶線較細(xì)部分、微帶線較粗部分的長度理論上均為1/4波長的 電長度。
[0010] 本發(fā)明的有益效果：
[0011] 1、本發(fā)明的結(jié)構(gòu)結(jié)合均勻阻抗諧振器和多個階躍阻抗諧振器，在阻帶上產(chǎn)生了 5 個傳輸零點(diǎn)，極大地拓展了帶阻濾波器的阻帶帶寬，展現(xiàn)了超寬阻帶特性；
[0012] 2、本發(fā)明的結(jié)構(gòu)在保證超寬阻帶的同時，帶阻濾波器的通帶插入損耗、回波損耗 和選擇性方面都有出色的表現(xiàn)；
[0013] 3、本發(fā)明的結(jié)構(gòu)具有設(shè)計簡單可靠、體積小、成本低、阻帶帶寬大范圍可控的優(yōu) 點(diǎn)，可以適用于很多種通信系統(tǒng)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1是本發(fā)明一種基于多階躍阻抗諧振器加載的超寬帶帶阻濾波器的結(jié)構(gòu)示意 圖；
[0015] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例散射參數(shù)仿真測試結(jié)果。

【具體實(shí)施方式】
[0016] 下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不 限于此。
[0017] 實(shí)施例
[0018] 如圖1所示，一種基于多階躍阻抗諧振器加載的超寬帶帶阻濾波器，包括雙面覆 銅微帶板1，在所述雙面覆銅微帶板的同一面上分別印制用于饋入電磁波信號的輸入端饋 線2、用于饋出電磁波信號的輸出端饋線8、均勻阻抗諧振器3、第一階躍阻抗諧振器5、第二 階躍阻抗諧振器7、第一高阻抗連接線4及第二高阻抗連接線6,其中，所述均勻阻抗諧振器 3 -端分別與輸入端饋線2及第一高阻抗連接線4 一端連接，其另一端開路，所述第一階躍 阻抗諧振器5微帶線較細(xì)的一端分別與第一高阻抗連接線4另一端及第二高阻抗連接線6 一端連接，第一階躍阻抗諧振器5微帶線較寬的一端開路，所述第二階躍阻抗諧7振器微帶 線較細(xì)的一端分別與第二高阻抗連接線6的另一端及輸出端饋線相連接，第二階躍阻抗諧 振器7微帶線較寬的一端開路。
[0019] 所述輸入端饋線2和輸出端饋線8均為50歐姆的匹配阻抗。
[0020] 所述均勻阻抗諧振器3、第一、第二階躍阻抗諧振器可以位于第一、第二高阻抗連 接線的同一側(cè)或兩側(cè)，凡按照上述結(jié)構(gòu)連接，則對帶阻濾波器的濾波性質(zhì)幾乎無影響。
[0021] 所述第一、第二阻抗諧振器分別包括相互連接的微帶線較細(xì)部分及微帶線較寬部 分。
[0022] 所述均勻阻抗諧振器及第一、第二阻抗諧振器微帶線較細(xì)部分及微帶線較寬部分 均為矩形結(jié)構(gòu)。
[0023] 均勻阻抗諧振器的長度、輸入端饋線長度、輸出端饋線長度、第一、二高阻抗連接 線的長度及第一、第二階躍阻抗諧振器微帶線較細(xì)部分長度、微帶線較粗部分的長度理論 上均為1/4波長的電長度。
[0024] 所述本實(shí)施例的超寬帶帶阻濾波器制作在0. 8mm厚度、介電常數(shù)為2. 55的雙面 覆銅微帶板上。所述雙面覆銅微帶板的同一面上印制出超寬帶帶阻濾波器，其中均勻阻抗 諧振器長27. 75mm、寬9. 2mm，第一高阻抗連接線長28. 05mm、寬0. 15mm，第一階躍阻抗諧振 器較細(xì)部分長26. 85mm、寬0. 6mm，第一階躍阻抗諧振器較寬部分長26. 7mm、寬6. 7mm，第二 高阻抗連接線長26. 85mm、寬0. 15mm，第二階躍阻抗諧振器微帶線較細(xì)部分長29. 05mm、寬 1. 1_，第二階躍阻抗諧振器微帶線較寬部分長25. 7_、寬1. 9_，輸入端饋線和輸出端饋 線的特效阻抗均為50歐姆。
[0025] 上述尺寸的各部件按照上述方式連接在一起，得到實(shí)施例的超寬帶帶阻濾波器， 將本實(shí)施例的超寬帶帶阻濾波器進(jìn)行仿真得到如圖2所示的結(jié)果，
[0026] 其中，橫軸表示本發(fā)明的帶阻濾波器的信號頻率，縱軸表示幅度，包括插入損耗 (S21)的幅度和回波損耗（S n)的幅度，S21表示通過本發(fā)明的帶阻濾波器的信號的輸入 功率與信號的輸出功率之間的關(guān)系，其相應(yīng)的數(shù)學(xué)函數(shù)為：輸出功率/輸入功率（dB)= 20*log | S211。
[0027] 在本發(fā)明的帶阻濾波器的信號傳輸過程中，信號的部分功率被反射回信號源，被 反射的功率成為反射功率。S n表示通過本發(fā)明中帶阻濾波器的信號的輸入功率與信號的反 射功率之間的關(guān)系，其相應(yīng)的數(shù)學(xué)函數(shù)如下：反射功率/入射功率=20*log|S n|，圖2中 的加重實(shí)心點(diǎn)表示傳輸零點(diǎn)。
[0028] 從圖中可知，該帶阻濾波器的阻帶中心頻率為2Ghz，頻率在0. 5-3. 26Ghz范圍內(nèi)， 插入損耗的絕對值大于20dB，阻帶帶寬為2. 76Ghz，相對阻帶帶寬為138%，展現(xiàn)了超寬阻 帶帶寬特性。此外，阻帶濾波器的通帶范圍內(nèi)也展現(xiàn)出較好的性能，通帶內(nèi)的插入損耗的絕 對值小于〇. 6dB，通帶內(nèi)的回波損耗的絕對值大于20dB。
[0029] 本發(fā)明的超寬帶帶阻濾波器，可以通過調(diào)節(jié)均勻阻抗諧振器和階躍阻抗諧振器的 特性阻抗，靈活改變阻帶內(nèi)5個傳輸零點(diǎn)的頻率位置，以達(dá)到靈活調(diào)整帶阻濾波器的阻帶 范圍的目的。其中，均勻阻抗諧振器影響著阻帶內(nèi)從左邊數(shù)起第3個傳輸零點(diǎn)的位置，第一 階躍阻抗諧振器影響著阻帶內(nèi)從左邊數(shù)起第1個和第5個傳輸零點(diǎn)的位置，第二階躍阻抗 諧振器影響著阻帶內(nèi)從左邊數(shù)起第2個和第4個傳輸零點(diǎn)的位置。
[0030] 上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受所述實(shí)施例的 限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化， 均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種基于多階躍阻抗諧振器加載的超寬帶帶阻濾波器，其特征在于，包括雙面覆銅 微帶板，在所述雙面覆銅微帶板的同一面上分別印制輸入端饋線、輸出端饋線、均勻阻抗諧 振器、第一階躍阻抗諧振器、第二階躍阻抗諧振器、第一高阻抗連接線及第二高阻抗連接 線，其中，所述均勻阻抗諧振器一端分別與輸入端饋線及第一高阻抗連接線一端連接，其另 一端開路；所述第一階躍阻抗諧振器微帶線較細(xì)的一端分別與第一高阻抗連接線另一端及 第二高阻抗連接線一端連接，第一階躍阻抗諧振器微帶線較寬的一端開路；所述第二階躍 阻抗諧振器微帶線較細(xì)的一端分別與第二高阻抗連接線的另一端及輸出端饋線相連接，第 二階躍阻抗諧振器微帶線較寬的一端開路。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波器，其特征在于，所述輸入端饋線和輸出端饋線均為50 歐姆的匹配阻抗。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波器，其特征在于，所述均勻阻抗諧振器、第一、第二階躍 阻抗諧振器位于第一、第二高阻抗連接線的同一側(cè)或兩側(cè)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波器，其特征在于，均勻阻抗諧振器、輸入端饋線、輸出端 饋線、第一、二高阻抗連接線及第一、第二階躍阻抗諧振器微帶線較細(xì)部分、微帶線較粗部 分的長度理論上均為1/4波長的電長度。
【文檔編號】H01P1/203GK104091982SQ201410290334
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月25日
【發(fā)明者】陳付昌, 邱捷銘, 陳健鋒, 郭富祥 申請人:華南理工大學(xué)