一種超寬帶濾波器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種超寬帶濾波器，其特征在于包括以下裝置：第一輸入/輸出端口（1）、第二輸入/輸出端口（2）和基板（12），所述第一輸入/輸出端口（1）和第二輸入/輸出端口（2）位于一個水平線上并處于基板（12）的兩側；該基板（12）具有第一介質板（12-1），第二介質板（12-2）和底板（12-3），該底板的外表面具有金屬鍍層，所述第一介質板（12-1）和第二介質板（12-2）的介電常數(shù)不同。該超寬帶濾波器具有結構簡單、小型化、帶內選擇性好等優(yōu)勢，便于產品調試及批量生產。
【專利說明】一種超寬帶濾波器

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種超寬帶濾波器，屬微波傳輸器件【技術領域】。

【背景技術】
[0002] 超寬帶（Ultra-wideband, UWB)技術是近年來以其成本低、功耗小、數(shù)據傳輸速率 高、安全性好等優(yōu)點而成為國際上新興的一種無線通信技術。自2002年美國聯(lián)邦通信委員 會（Federal Communications Commission, FCC)將 3. 1GHz ?10. 6GHz 的頻段批準用于商 業(yè)通信以來，超寬帶通信技術受到了越來越多的重視。濾波器是超寬帶系統(tǒng)中的一個重要 元件，如何設計出結構簡單，體積小、平面化、選擇性高的超寬帶濾波器己經成為研究者們 追逐的目標。
[0003] 現(xiàn)有文獻報道的超寬帶濾波器結構：
[0004] 文獻 l(Zhu, L.，S. Sun, and Menzel. W, Ultra-wideband (UWB) bandpass filters using multiple-mode resonator, IEEE Microwave and Wireless Components Letters, 2005, 15: 796-798)中利用在矩形多模諧振器實現(xiàn)超寬帶濾波器，結構簡單，但濾波器的選 擇性不理想；
[0005] 文獻 2 (Hao, Z. C.，and J. S. Hong, UWB Bandpass Filter Using Cascaded Miniature High-Pass and Low-Pass Filters With Multilayer Liquid Crystal Polymer Technology, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 2010, 58: 614-623)中利用多層結構之間的耦合來實現(xiàn)超寬帶濾波器，性能良好，但多層結構不易應 用于微波電路模塊集成；
[0006] 文獻 3 ( Oshima. S.，K. Wada，R. Murata，and Y. Shimakata, Multilayer dual-band bandpass filter in low-temperature c〇-fired ceramic substrate for ultra-wideband applications, IEEE Transactions on Microwave Theory and 職m，2010，58: 941-948)中利用新型低溫共燒陶瓷（LTCC)技術實現(xiàn)超寬帶濾波 器，結構緊湊，但制作昂貴，且不易量產。
[0007] 綜上所述，（1)文獻1中設計的超寬帶濾波器結構簡單，但濾波器的選擇性不理 想；（2)文獻2中設計的超寬帶濾波器是利用多層結構之間的耦合，性能優(yōu)良，但多層結構 不易應用于微波電路模塊集成；（3)文獻3中利用新型低溫共燒陶瓷技術（LTCC)設計的超 寬帶濾波器，易于加工及集成，但是通帶的選擇性及阻帶特性不理想。


【發(fā)明內容】

[0008] 本實用新型專利的目的在于提供一種超寬帶濾波器，具有結構簡單、小型化、帶內 選擇性好等優(yōu)勢，便于產品調試及批量生產。
[0009] 為了達到上述目的，實現(xiàn)本實用新型的技術解決方案為：一種超寬帶濾波器，其特 征在包括以下裝置：第一輸入/輸出端口（1)、第二輸入/輸出端口（2)和基板（12)，所述第 一輸入/輸出端口（1)和第二輸入/輸出端口（2)位于一個水平線上并處于基板（12)的兩 偵h該基板（12)具有第一介質板（12-1 )，第二介質板（12-2)和底板（12-3)，該底板的外表 面具有金屬鍍層，所述第一介質板（12-1)和第二介質板（12-2)的介電常數(shù)不同；
[0010] 所述基板（12)的第一介質板（12-1)上具有第一均勻傳輸單元（3)、第二均勻傳 輸單元（4)、第一平行耦合饋線（5)、第二平行耦合饋線（6)、E型諧振結構（7)和中心枝節(jié) (11) ；
[0011] 所述第一均勻傳輸單元（3)和第二均勻傳輸單元（4) 一端分別與第一輸入/輸出 端口（1)和第二輸入/輸出端口（2)相連，所述第一均勻傳輸單兀（3)和第二均勻傳輸單兀 (4)的另一端分別與第一平行耦合饋線（5)和第二平行耦合饋線（6)的非開口端相連，所述 E型諧振結構（7)通過中間結構（7-2)與中心枝節(jié)（11)相連，所述第一平行耦合饋線（5)和 第二平行耦合饋線（6)的開口端通過中心枝節(jié)（11)相耦合，所述中間結構（7-2)還具有一 接地通孔（7-1)。
[0012] 所述金屬鍍層的材質選自金，銀或者銅。
[0013] 所述E型諧振結構（7)的兩端具有第一開路諧振枝節(jié)（8)和第二開路諧振枝節(jié) (9)。
[0014] 所述E型諧振結構（7)所獲得的可覆蓋頻率為3. 2?10. 4GHz。
[0015] 所述第一介質板（12-1)的介電常數(shù)為3. 51，厚度為0. 25mm，第二介質板（12-2)的 介電常數(shù)為3. 12,厚度為0· 19mm。
[0016] 所述第一平行耦合饋線（5)和第二平行耦合饋線（6)的開口端相向設置。
[0017] 所述第一平行耦合饋線（5)和第二平行耦合饋線（6)位于同一水平線上。
[0018] 所述第一均勻傳輸單元（3)和第二均勻傳輸單元（4)均為55 Ω傳輸線。
[0019] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，其顯著優(yōu)點：1)利用E型諧振結構獲得覆蓋超寬帶通信 頻段3. 2?10. 4GHz的超寬帶濾波器，在通帶的低頻端和高頻端均有一個傳輸零點實現(xiàn)了 超寬帶濾波器的高選擇性；2)超寬帶濾波器的結構簡為單層結構，便于模塊集成化；3)超 寬帶濾波器的體積小、加工容易，生產成本低及便于調試。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 圖1是本專利的正面結構示意圖。
[0021] 圖2是本專利的側面視圖。
[0022] 圖3是本專利的頻率響應的仿真曲線。

【具體實施方式】
[0023] 下面結合實施實例及附圖對本實用新型作進一步詳細的描述，但本實用新型的實 施方式不限于此。
[0024] 如圖1和2所示，一種超寬帶濾波器，其特征在包括以下裝置：第一輸入/輸出 端口（1)、第二輸入/輸出端口（2)和基板（12)，所述第一輸入/輸出端口（1)和第二輸入 /輸出端口（2)位于一個水平線上并處于基板（12)的兩側；該基板（12)具有第一介質板 (12-1)，第二介質板（12-2)和底板（12-3)，該底板的外表面具有金屬鍍層，所述第一介質 板（12-1)和第二介質板（12-2)的介電常數(shù)不同；
[0025] 所述基板（12)的第一介質板（12-1)上具有第一均勻傳輸單元（3)、第二均勻傳 輸單元（4)、第一平行耦合饋線（5)、第二平行耦合饋線（6)、E型諧振結構（7)和中心枝節(jié) (11)；
[0026] 所述第一均勻傳輸單元（3)和第二均勻傳輸單元（4) 一端分別與第一輸入/輸出 端口（1)和第二輸入/輸出端口（2)相連，所述第一均勻傳輸單兀（3)和第二均勻傳輸單兀 (4)的另一端分別與第一平行耦合饋線（5)和第二平行耦合饋線（6)的非開口端相連，所述 E型諧振結構（7)通過中間結構（7-2)與中心枝節(jié)（11)相連，所述第一平行耦合饋線（5)和 第二平行耦合饋線（6)的開口端通過中心枝節(jié)（11)相耦合，所述中間結構（7-2)還具有一 接地通孔（7-1)。
[0027] 所述金屬鍍層的材質選自金，銀或者銅。
[0028] 所述E型諧振結構（7)的兩端具有第一開路諧振枝節(jié)（8)和第二開路諧振枝節(jié) (9)。
[0029] 所述E型諧振結構（7)所獲得的可覆蓋頻率為3. 2?10. 4GHz。
[0030] 所述第一介質板（12-1)的介電常數(shù)為3. 51，厚度為0. 25mm，第二介質板（12-2)的 介電常數(shù)為3. 12,厚度為0· 19mm。
[0031] 所述第一平行耦合饋線（5)和第二平行耦合饋線（6)的開口端相向設置。
[0032] 所述第一平行耦合饋線（5)和第二平行耦合饋線（6)位于同一水平線上。
[0033] 所述第一均勻傳輸單兀（3)和第二均勻傳輸單兀（4)，均為55 Ω傳輸線。
[0034] 所述的第一平行耦合饋線5和第二平行耦合饋線6分別呈"["和"]"形并以開口 端相向排列。
[0035] 枝節(jié)加載的E型諧振結構（7)由雙模諧振器折疊而成；
[0036] 如圖3所示，實施例的頻率特性包括：S21 (插入損耗）參數(shù)和S11 (回波損耗）參 數(shù)。橫坐標代表頻率分量，單位為GHz，左面縱坐標代表幅度變量，單位為dB。從圖3可以 看出，本實用新型超寬帶濾波器3 dB帶寬為3. 2?10. 4GH，在頻率2. 7GHz、10. 8GHz處有兩 個傳輸零點實現(xiàn)該濾波器具有良好的選擇性，且超寬帶濾波器的帶外抑制特性很好，-10dB 的抑制可以達到16GHz。
[0037] 應理解，這些實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。此 外應理解，在閱讀了本實用新型講授的內容之后，本領域技術人員可以對本實用新型作各 種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。
【權利要求】
1. 一種超寬帶濾波器，其特征在于包括以下裝置：第一輸入/輸出端口（1)、第二輸入 /輸出端口（2)和基板（12)，所述第一輸入/輸出端口（1)和第二輸入/輸出端口（2)位 于一個水平線上并處于基板（12)的兩側；該基板（12)具有第一介質板（12-1)，第二介質 板（12-2)和底板（12-3)，該底板的外表面具有金屬鍍層，所述第一介質板（12-1)和第二介 質板（12-2)的介電常數(shù)不同； 所述基板（12)的第一介質板（12-1)上具有第一均勻傳輸單元（3)、第二均勻傳輸單元 (4)、第一平行耦合饋線（5)、第二平行耦合饋線（6)、E型諧振結構（7)和中心枝節(jié)（11); 所述第一均勻傳輸單元（3)和第二均勻傳輸單元（4) 一端分別與第一輸入/輸出端口 (1)和第二輸入/輸出端口（2)相連，所述第一均勻傳輸單元（3)和第二均勻傳輸單元（4) 的另一端分別與第一平行耦合饋線（5)和第二平行耦合饋線（6)的非開口端相連，所述E 型諧振結構（7)通過中間結構（7-2)與中心枝節(jié)（11)相連，所述第一平行耦合饋線（5)和 第二平行耦合饋線（6)的開口端通過中心枝節(jié)（11)相耦合，所述中間結構（7-2)還具有一 接地通孔（7-1); 所述金屬鍍層的材質選自金，銀或者銅； 所述E型諧振結構（7)的兩端具有第一開路諧振枝節(jié)（8)和第二開路諧振枝節(jié)（9)。
2. 如權利要求1所述的一種超寬帶濾波器，其特征在于所述E型諧振結構（7)所獲得 的可覆蓋頻率為3. 2?10. 4GHz。
3. 如權利要求1所述的一種超寬帶濾波器，其特征在于所述第一介質板（12-1)的介電 常數(shù)為3. 51，厚度為0. 25mm，第二介質板（12-2)的介電常數(shù)為3. 12,厚度為0. 19mm。
4. 如權利要求1所述的一種超寬帶濾波器，其特征在于所述第一平行耦合饋線（5)和 第二平行耦合饋線（6)的開口端相向設置。
5. 如權利要求1所述的一種超寬帶濾波器，其特征在于所述第一平行耦合饋線（5)和 第二平行耦合饋線（6)位于同一水平線上。
6. 如權利要求1所述的一種超寬帶濾波器，其特征在于所述第一均勻傳輸單元（3)和 第二均勻傳輸單兀（4)，均為55 Ω傳輸線。
【文檔編號】H01P1/203GK203883095SQ201420091267
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年3月3日 優(yōu)先權日:2014年3月3日
【發(fā)明者】彭華廈, 李祥飛, 杜民獻, 何小寧, 孫力, 彭杲 申請人:湖南工業(yè)大學