一種超寬帶陷波濾波器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種超寬帶陷波濾波器，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(cè)；該基板（12）具有第一介質(zhì)板（12-1），第二介質(zhì)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(zhì)板（12-1）和第二介質(zhì)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(nèi)選擇性好、三陷波特性且均能夠獨立可調(diào)等優(yōu)勢，便于產(chǎn)品調(diào)試及批量生產(chǎn)。
【專利說明】一種超寬帶陷波濾波器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種超寬帶陷波濾波器，屬微波傳輸器件【技術領域】。
【背景技術】
[0002]超寬帶(Ultra-wideband, UffB)技術是近年來以其成本低、功耗小、數(shù)據(jù)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)中的一個關鍵元件，如何設計出結構緊湊，性能良好的超寬帶帶通濾波器己經(jīng)成為研究者們追逐的目標。但是，在整個超寬帶頻段范圍內(nèi)，由于已經(jīng)存在其它各種窄帶無線通信信號，例如6.8 GHz射頻識別信號等。而這些無線通信信號會嚴重干擾超寬帶系統(tǒng)，為了抑制不同系統(tǒng)之間的相互干擾，保證超寬帶系統(tǒng)正常工作，迫切需求具有陷波特性的高性能小型化超寬帶濾波器。
[0003]現(xiàn)有文獻報道了具有陷波特性的超寬帶濾波器結構:
[0004]文獻 I (Shaman, H., and J.S.Hong, Asymmetric Parallel-Coupled Linesfor Notch Implementation in UWB Filters, IEEE Microwave and Wireless ComponentsLetters, 2007，17: 516-3518)中利用在平行耦合線上加載開路支節(jié)來設計帶陷波超寬帶濾波器，然而陷波頻帶的中心頻率不易調(diào)節(jié)；
[0005]文獻2 (Hao, Z.C.，and J.S.Hong, Compact UffB Filter With DoubleNotch-Bands Using Multilayer LCP Technology, IEEE Microwave and WirelessComponents Letters, 2009, 19:500-502)中利用多層結構之間的寬邊稱合來設計帶陷波超寬帶濾波器，但多層結構不易應用于微波電路及制作成本昂貴，不易于量產(chǎn)；
[0006]文獻3 (Wei, F.，ff.T.Li, X.ff.Shi, and Q.L.Chen.，Compact UffBBandpass Filter with Triple-notched Bands Using Stepped Impedance Resonator,IEEE Microwave and Wireless Components Letters, 2012, 22: 512-514)中通過I禹合階梯阻抗諧振器到超寬帶濾波器，獲得所期望的帶陷波超寬帶濾波器，但額外增加了電路的尺寸。
[0007]綜上所述，(I)文獻I中設計的具有陷波特性的超寬帶濾波器，結構簡單，但陷波頻帶的中心頻率不易調(diào)節(jié)；(2)文獻2中設計的帶陷波超寬帶濾波器是基于多層電路結構，但是由于制作成本昂貴及技術不完善，不利于量產(chǎn)；(3)文獻3中設計的單層結構的帶陷波超寬帶濾波器，易于加工及集成，但是陷波頻帶的帶寬不易調(diào)節(jié)，且通帶的選擇性及阻帶特性不理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本實用新型專利的目的在于提供一種超寬帶陷波濾波器，具有結構簡單、小型化、帶內(nèi)選擇性好、三陷波特性且均能夠獨立可調(diào)等優(yōu)勢，便于產(chǎn)品調(diào)試及批量生產(chǎn)。[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:一種超寬帶陷波濾波器，其特征在包括以下裝置:第一輸入/輸出端口(I)、第二輸入/輸出端口(2)和基板(12)，所述第一輸入/輸出端口( I)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(cè)；該基板(12)具有第一介質(zhì)板(12-1)，第二介質(zhì)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(zhì)板(12-1)和第二介質(zhì)板(12-2)的介電常數(shù)不同；
[0010]所述基板(12)的第一介質(zhì)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)、U型槽諧振器
[10]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(I)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U型槽諧振器(10)鑲嵌在E型諧振結構(7 )上，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(zhì)選自金，銀或者銅。
[0013]所述U型槽諧振器(10)所獲得的陷波頻帶范圍可覆蓋頻率為3.1-10.6GHz。
[0014]所述第一介質(zhì)板(12-1)的介電常數(shù)為3.51，厚度為0.25mm，第二介質(zhì)板(12_2)的介電常數(shù)為3.12,厚度為0.19mm。
[0015]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。
[0016]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。
[0017]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。
[0018]本專利與現(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3.1-10.6GHz的超寬帶濾波器，實現(xiàn)該濾波器具有良好帶內(nèi)選擇性能和帶外抑制效果；2)三陷波的中心頻率可以通過改變的U型槽諧振器的物理長度進行調(diào)整；3)三陷波的帶寬可以通過改變U型槽諧振器的物理寬度進行調(diào)整；4)采用不同厚度和介電常數(shù)的第一介質(zhì)板和第二介質(zhì)板組成介質(zhì)板；5)超寬帶濾波器的結構簡單實現(xiàn)了小型化，加工容易，生產(chǎn)成本低及便于調(diào)試。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本專利的正面結構示意圖。
[0020]圖2是本專利的側(cè)面視圖。
[0021]圖3是本專利的頻率響應的仿真曲線。
【具體實施方式】
[0022]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。
[0023]如圖1和2所示，一種超寬帶陷波濾波器，其特征在包括以下裝置:第一輸入/輸出端口(I)、第二輸入/輸出端口(2)和基板(12),所述第一輸入/輸出端口(I)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(cè)；該基板(12)具有第一介質(zhì)板(12-1),第二介質(zhì)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(zhì)板(12-1)和第二介質(zhì)板(12-2)的介電常數(shù)不同；
[0024]所述基板(12)的第一介質(zhì)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)、U型槽諧振器
(10)和中心枝節(jié)(11)；
[0025]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(I)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U型槽諧振器(10)鑲嵌在E型諧振結構(7)上，所述中間結構(7-2)還具有一接地通孔(7-1)。(U型槽諧振器(10)為圖1中E型諧振結構(7)上的白線部分)
[0026]所述金屬鍍層的材質(zhì)選自金，銀或者銅。
[0027]所述U型槽諧振器(10)所獲得的陷波頻帶范圍可覆蓋頻率為3.1-10.6GHz。
[0028]所述第一介質(zhì)板(12-1)的介電常數(shù)為3.51，厚度為0.25_，第二介質(zhì)板(12_2)的介電常數(shù)為3.12,厚度為0.19mm。
[0029]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。
[0030]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。
[0031]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。
[0032]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。
[0033]枝節(jié)加載的E型諧振結構(7)由雙模諧振器折疊而成；
[0034]通過調(diào)節(jié)U型槽諧振器(10)長度實現(xiàn)對陷波頻帶中心頻率的調(diào)節(jié)，通過改變U型槽諧振器(10)的的寬度實現(xiàn)對陷波頻帶帶寬的調(diào)節(jié)。
[0035]如圖3所示，實施例的頻率特性包括:S21 (插入損耗)參數(shù)和Sll (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，在中心頻率6.8 GHz處具有陷波特性，陷波幅度均大于25dB，在頻率2.0GHzU0.9GHz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，-1OdB的抑制可以達到16GHz。
[0036]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(nèi)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】
1.一種超寬帶陷波濾波器，其特征在于包括以下裝置:第一輸入/輸出端口(I)、第二輸入/輸出端口(2)和基板(12),所述第一輸入/輸出端口(I)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(cè)；該基板(12 )具有第一介質(zhì)板(12-1 )，第二介質(zhì)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(zhì)板(12-1)和第二介質(zhì)板(12-2)的介電常數(shù)不同； 所述基板(12)的第一介質(zhì)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)、U型槽諧振器(10)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(I)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U型槽諧振器(10)鑲嵌在E型諧振結構(7 )上，所述中間結構(7-2 )還具有一接地通孔(7-1)。
2.如權利要求1所述的一種超寬帶陷波濾波器，其特征在于所述金屬鍍層的材質(zhì)選自金，銀或者銅。
3.如權利要求1所述的一種超寬帶陷波濾波器，其特征在于所述U型槽諧振器(10)所獲得的陷波頻帶范圍可覆蓋頻率為3.1-10.6GHz。
4.如權利要求1所述的一種超寬帶陷波濾波器，其特征在于所述第一介質(zhì)板(12-1)的介電常數(shù)為3.51，厚度為0.25mm，第二介質(zhì)板(12-2)的介電常數(shù)為3.12，厚度為0.19mm。
5.如權利要求1所述的一種超寬帶陷波濾波器，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。
6.如權利要求1所述的一種超寬帶陷波濾波器，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。
7.如權利要求1所述的一種超寬帶陷波濾波器，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】H01P1/203GK203721857SQ201420092445
【公開日】2014年7月16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, 杜民獻, 黃浪塵, 孔玲爽, 王兵, 劉海燕 申請人:湖南工業(yè)大學