本發(fā)明涉及一種基于多模諧振的超寬帶濾波器，該濾波器可以實(shí)現(xiàn)3.1～10.6GHz頻段的超寬帶。

背景技術(shù)：

UWB技術(shù)出現(xiàn)于20世紀(jì)50年代末，一直到20世紀(jì)90年代都主要應(yīng)用于軍事上的雷達(dá)和低截獲率的通信系統(tǒng)。近些年，隨著微電子器件技術(shù)和工藝的發(fā)展，UWB技術(shù)才開(kāi)始逐步應(yīng)用在民用領(lǐng)域。2002年2月14日，超寬帶無(wú)線技術(shù)首次獲得了美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)FCC的批準(zhǔn)，可用于短距離無(wú)線通信中，這為超寬帶技術(shù)產(chǎn)品的商業(yè)化應(yīng)用打開(kāi)了大門，促進(jìn)了超寬帶系統(tǒng)及其器件如：UWB濾波器，UWB天線，UWB放大器等研究的進(jìn)展。

超寬帶技術(shù)可適用的領(lǐng)域十分廣泛，為了便于管理，F(xiàn)CC將超寬帶系統(tǒng)分為3類：成像系統(tǒng)，包括地面穿透雷達(dá)系統(tǒng)、墻壁成像系統(tǒng)、墻壁穿透成像系統(tǒng)、監(jiān)視系統(tǒng)和醫(yī)療成像系統(tǒng)；車載雷達(dá)系統(tǒng)；室內(nèi)超寬帶系統(tǒng)

近年來(lái)，隨著無(wú)線通信技術(shù)及多媒體業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，超寬帶(UWB)技術(shù)在全球范圍內(nèi)受到人們?cè)絹?lái)越多的重視。UWB系統(tǒng)以其傳輸速度快、功耗低、系統(tǒng)簡(jiǎn)單、保密性強(qiáng)和抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)具有廣泛的應(yīng)用前景和巨大的市場(chǎng)價(jià)值。與此同時(shí)，它也給我們提出了更多的挑戰(zhàn)，因?yàn)楝F(xiàn)存的多數(shù)通信系統(tǒng)工作在同一頻段，相互間的干擾問(wèn)題將不得不考慮。作為射頻通信系統(tǒng)的關(guān)鍵部件之一，UWB濾波器將直接影響到整個(gè)超寬帶通信系統(tǒng)的性能，因此，其性能好壞至關(guān)重要。

射頻低端大部分已被使用于現(xiàn)代無(wú)線通信中，因此FCC對(duì)低頻端的使用有相當(dāng)嚴(yán)格的要求。這要求超寬帶系統(tǒng)對(duì)帶外，尤其是對(duì)低頻段有很好的抑制。這樣就需要一個(gè)高性能的超寬帶濾波器將帶寬嚴(yán)格限制在FCC規(guī)定的范圍內(nèi)。所以設(shè)計(jì)一款邊緣選擇性良好，對(duì)諧波抑制較高的超寬帶濾波器是解決以上問(wèn)題的關(guān)鍵之一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供了一中體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，便于集成和互聯(lián)的超寬帶濾波器，該濾波器可以使獲得的超寬帶具有較低的回波損耗和插入損耗,可以用于射頻網(wǎng)絡(luò)前段，實(shí)現(xiàn)良好的通信。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案：

一種基于多模諧振的超寬帶濾波器，其特征在于，介質(zhì)板上表面的開(kāi)路存根結(jié)構(gòu)(1)、微帶饋線結(jié)構(gòu)(2)、所述的開(kāi)路存根結(jié)構(gòu)(1)由四根寬度相同的傳輸微帶線及刻有兩個(gè)矩形 槽及一個(gè)啞鈴型槽的矩形貼片組成，微帶饋線結(jié)構(gòu)(2)由傳輸微帶線及刻有U形槽的矩形貼片組成。

所述的一種基于多模諧振的超寬帶濾波器，其特征在于，開(kāi)路存根結(jié)構(gòu)(1)矩形貼片上的兩個(gè)矩形槽關(guān)于啞鈴型槽對(duì)稱，且四根傳輸微帶線關(guān)于矩形貼片對(duì)稱。

所述的一種基于多模諧振的超寬帶濾波器，其特征在于，開(kāi)路存根結(jié)構(gòu)(1)中的四根傳輸耦合線與兩邊的微帶饋線結(jié)構(gòu)(2)，(3)中的傳輸微帶線組成交趾耦合結(jié)構(gòu)，且整個(gè)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)對(duì)稱性。

所述的一種基于多模諧振的超寬帶濾波器，其特征在于，兩邊的微帶饋線結(jié)構(gòu)關(guān)于開(kāi)路存根結(jié)構(gòu)(1)呈對(duì)稱分布。

該發(fā)明濾波器相對(duì)于現(xiàn)有的濾波器具有以下的特性和優(yōu)點(diǎn)：

設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)緊湊、加工方便、成本低廉、可實(shí)現(xiàn)超寬帶。

通過(guò)調(diào)整交趾耦合結(jié)構(gòu)中傳輸微帶線的間隙以產(chǎn)生3.1-10.6GHz的超寬帶。

通過(guò)調(diào)節(jié)開(kāi)路存根結(jié)構(gòu)中槽形的尺寸，能實(shí)現(xiàn)良好的低頻特性和帶外特性。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施實(shí)例1的基本結(jié)構(gòu)俯視圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施實(shí)例1的基本結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；

具體實(shí)施方式

本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種基于多模諧振的超寬帶濾波器，該濾波器具有較寬的通帶，較小的回波損耗和插入損耗，良好的帶外特性。

下面結(jié)合附圖具體對(duì)發(fā)明做更詳細(xì)的描述：

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例如圖1所示，介質(zhì)基板(4)是介電常數(shù)為4.9的FR-4。該介質(zhì)基板的厚度為1mm。介質(zhì)基板下的接地板(5)采用銅材料。

如圖1所示，本發(fā)明基于多模諧振的超寬帶濾波器，介質(zhì)基板上的開(kāi)路存根結(jié)構(gòu)(1)、兩邊的微帶饋線結(jié)構(gòu)(2)，(3)采用銅材料。

該發(fā)明基于多模諧振的超寬帶濾波器的設(shè)計(jì)參數(shù)：

介質(zhì)基板的選擇：相對(duì)介電常數(shù)為4.9的FR4材料，F(xiàn)R4材料具有電絕緣性能穩(wěn)定、平整度好、表面光滑、無(wú)凹坑、厚度公差標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn)，它的電氣性能優(yōu)良，工作溫度較高，本身性能受環(huán)境影響小，是常用材料，便于制作和工業(yè)生產(chǎn)。介質(zhì)基板上的微帶貼片和介質(zhì)基板下的金屬接地板均采用銅材料。

多模諧振器的設(shè)計(jì)：根據(jù)濾波器相關(guān)理論，設(shè)計(jì)滿足超寬帶通信的交趾耦合結(jié)構(gòu)諧振單元。通過(guò)調(diào)整交趾耦合結(jié)構(gòu)中傳輸微帶線的間隙，產(chǎn)生諧振模式，使產(chǎn)生的超寬帶具有較 寬的通帶，較小的回波損耗與插入損耗和良好的低頻特性和諧波抑制性。

開(kāi)路存根加載結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：根據(jù)微帶傳輸理論，設(shè)計(jì)出開(kāi)路存根加載結(jié)構(gòu)的尺寸，產(chǎn)生超寬帶。