一種基于耦合短截線的小型化高選擇性低通微波濾波器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種低通微波濾波器，特別是涉及一種基于耦合短截線的小型化高選擇性低通微波濾波器。
【背景技術】
[0002]近幾年微波通信技術蓬勃發(fā)展，對微波器件的需求日益增加。微波濾波器作為十分關鍵的微波器件，主要功能是對不同頻率的信號進行過濾，取得固定頻率的信號，濾除不需要的信號。其性能直接影響了整個系統(tǒng)的性能指標。因此，如何提高濾波器的選擇的特性，以及減小它們的尺寸成為現(xiàn)在研究的熱點。
[0003]低通濾波器是濾波器的重要組成之一，用于濾除高頻段的信號，得到所需要的低頻段信號。隨著無線系統(tǒng)的發(fā)展，低通濾波器逐漸向著高性能、小尺寸、易集成、易加工的方向發(fā)展。研究人員為此做了很多努力，但是同時滿足這些要求仍有一定的困難。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術中的不足，提供一種基于耦合短截線的小型化高選擇性低通微波濾波器，利用階躍阻抗L型傳輸線之間的耦合作用，實現(xiàn)了較寬的阻帶，同時利用帶C型缺陷地結構的接地板來改善低通濾波器的選擇性;本發(fā)明濾波器縮小了原有濾波器的設計尺寸，提高了濾波器的選擇性，實現(xiàn)了寬阻帶的低通濾波。
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的:
[0006]—種基于耦合短截線的小型化高選擇性低通微波濾波器，包括接地板、介質層和頂層，所述接地板上設置有由內環(huán)和外環(huán)構成的回型缺陷地，所述內環(huán)和外環(huán)上分別設置有開口，所述回型缺陷地的兩側分別相對稱地設置有C型缺陷地，所述頂層的中部設有傳輸線，所述傳輸線的上下兩側分別相對稱的連接有相互耦合的兩個L型傳輸線。
[0007]所述L型傳輸線與所述C型缺陷地具有相同的對稱中心。
[0008]所述L型傳輸線豎向段的長和寬分別1.6mm和0.lmm，L型傳輸線橫向段的長和寬分別為3.5mm和1.4mm。
[0009]所述C型缺陷地的寬度為0.07-0.13mm。
[0010]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的技術方案所帶來的有益效果是:
[0011]1.頂層上傳輸線的上下兩側分別相對稱的連接有相互耦合的兩個L型傳輸線，這種階躍阻抗L型傳輸線相耦合的方式，使單個傳輸零點分裂為兩個傳輸零點，獲得較寬的阻帶；回型缺陷地的兩側分別相對稱地設置有C型缺陷地，這種設置改善低通濾波器的選擇性的同時，減小了通帶紋波，明顯改善了濾波器的性能。
[0012]2.實現(xiàn)了高選擇性的低通濾波器，本發(fā)明低通濾波器具有良好的選擇性，較寬的阻帶以及通帶衰減小等性能，有效解決了傳統(tǒng)低通濾波器制作尺寸大，成本高的缺陷。通過改變本發(fā)明濾波器的C型缺陷地及L型傳輸線的尺寸，可以調整濾波器的截止頻率，可獲得滿足不同需求的高性能低通微波濾波器。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明接地板的結構示意圖。
[0014]圖2是本發(fā)明頂層的結構示意圖。
[0015]圖3本發(fā)明接地板中缺陷地和頂層中傳輸線的位置關系示意圖。
[0016]圖4是本發(fā)明濾波器的傳輸特性示意圖。
[0017]附圖標記:1_接地板2-頂層3-回型缺陷地4-C型缺陷地5-傳輸線2a_L型傳輸線2b-L型傳輸線2c_L型傳輸線2d_L型傳輸線
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的描述:
[0019]如圖1至圖3所示，一種基于耦合短截線的小型化高選擇性低通微波濾波器，包括接地板I和頂層2，接地板I和頂層2的中部設有介質層，接地板I上設置有由內環(huán)和外環(huán)構成的回型缺陷地3，回型缺陷地3的兩側分別相對稱地設置有C型缺陷地4，頂層2的中部設有均勻的傳輸線5，傳輸線5的上下兩側分別相對稱的連接有相互耦合的兩個L型傳輸線:其中傳輸線5的上側連接有相互耦合的L型傳輸線2a和L型傳輸線2b，傳輸線5的下側相對稱地連接有相互耦合的L型傳輸線2c和L型傳輸線2d。
[0020]所謂階躍阻抗，是由兩個或兩個以上不同特征阻抗的傳輸線組合而成的傳輸線，單個的階躍阻抗L型傳輸線可以形成傳輸零點，產生明顯的帶阻特性;但此結構產生的阻帶較窄，我們采用階躍阻抗L型傳輸線相耦合的方式，使單個傳輸零點分裂為兩個傳輸零點，獲得較寬的阻帶。本發(fā)明是在均勻的傳輸線5的基礎上加載的耦合階躍阻抗L型傳輸線結構，如圖2所示，階躍阻抗L型傳輸線為圖2中的2a、2b、2c和2d，其中2a和2b耦合，2c和2d耦入口 ο
[0021]所謂缺陷地，是在完整的地電極上去除一部分而形成的地電極上的缺陷結構。本實施例中接地板I中本身具有回型缺點地結構3，回型缺陷地3內環(huán)和外環(huán)構成，內環(huán)和外環(huán)分別在不同側設置有開口形成互補結構，為了改善低通濾波器的選擇性，在接地板I上回型缺陷地3的兩側相對稱地加設了C型缺陷地4結構，如圖1所示。這種C型缺陷地4結構在改善低通濾波器的選擇性的同時，減小了通帶紋波，明顯改善了該濾波器的性能。
[0022]圖3為加載耦合L型傳輸線和C型缺陷地與回型缺陷地相結合的結構的位置關系示意圖，在這個結構中，C型缺陷地4和回型缺陷地3在PCB板的底面，L型傳輸線2a、2b、2c和2d均在PCB板的頂面。
[0023]本發(fā)明低通濾波器的傳輸特性如圖4所示，從圖中可以看出，低通濾波器在3.4GHz附近，實現(xiàn)了陡峭的衰減。
[0024]最佳的，加載的L型傳輸線2a、2b、2c和2d在回型缺陷地3和C型缺陷地4的正上方，具有相同的對稱中心。
[0025]最佳的，本實例中，介質層的介質基板選擇介電常數(shù)為2.2，正切角損耗為0.0009，厚度為0.508mm的Rogers RT/duroid 5880。
[0026]最佳的，為使本發(fā)明濾波器的使用效果最優(yōu)化，具體尺寸如下:
[0027]均勻的傳輸線5的寬度為1.1111111，長度為8.1111111江型傳輸線2&、213、2(3和2(1的豎向段作為高阻部分，其寬度為0.1111111，長度為1.6111111汰型傳輸線2&、213、2(3和2(1的橫向段作為低阻部分，其寬度為1.4mm，長度為3.5mm?；匦腿毕莸?的內環(huán)長寬分別為4mm和3mm，外環(huán)長寬分別為4.4mm和3.4mm，內環(huán)和外環(huán)的槽寬及開口寬度均為0.1mmc3C型缺陷地4的寬度為0.1mm，長端為3.6mm，短端為0.1mm。
[0028]綜上所述，本發(fā)明的低通濾波器是通過加載耦合階躍阻抗L型傳輸線和C型缺陷地與回型缺陷地相結合的結構，來實現(xiàn)低通特性的。通過這種短截線的耦合實現(xiàn)的較寬的阻帶，能夠顯著減小濾波器的體積減小，同時C型缺陷地與回型缺陷地相結合的結構有效改善了濾波器的通帶特性。
[0029]雖然以上描述了本發(fā)明的【具體實施方式】，但這些僅是舉例說明，本發(fā)明保護范圍是由所附權利要求書限定的。本領域人員在不背離本發(fā)明的原理和實質的前提下，可以對這些實施方式做出修改或變更，但這些修改和變更都落入本發(fā)明的保護范圍。
【主權項】
1.一種基于耦合短截線的小型化高選擇性低通微波濾波器，包括接地板、介質層和頂層，所述接地板上設置有由內環(huán)和外環(huán)構成的回型缺陷地，其特征在于，所述內環(huán)和外環(huán)上分別設置有開口，所述回型缺陷地的兩側分別相對稱地設置有C型缺陷地，所述頂層的中部設有傳輸線，所述傳輸線的上下兩側分別相對稱的連接有相互耦合的兩個L型傳輸線。2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于耦合短截線的小型化高選擇性低通微波濾波器，其特征在于，所述L型傳輸線位于所述C型缺陷地的正上方，所述L型傳輸線與所述C型缺陷地具有相同的對稱中心。3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種基于耦合短截線的小型化高選擇性低通微波濾波器，其特征在于，所述L型傳輸線豎向段的長和寬分別1.6mm和0.1mm，L型傳輸線橫向段的長和寬分別為3.5mm和1.4mm。4.根據(jù)權利要求1所述的一種基于耦合短截線的小型化高選擇性低通微波濾波器，其特征在于，所述C型缺陷地的寬度為0.07-0.13_。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于耦合短截線的小型化高選擇性低通微波濾波器，包括接地板、介質層和頂層，所述接地板上設置有由內環(huán)和外環(huán)構成的回型缺陷地，所述內環(huán)和外環(huán)上分別設置有開口，所述回型缺陷地的兩側分別相對稱地設置有C型缺陷地，所述頂層的中部設有傳輸線，所述傳輸線的上下兩側分別相對稱的連接有相互耦合的兩個L型傳輸線。本發(fā)明利用階躍阻抗L型傳輸線之間的耦合作用，實現(xiàn)了較寬的阻帶，同時利用帶C型缺陷地結構的接地板來改善低通濾波器的選擇性；本發(fā)明濾波器縮小了原有濾波器的設計尺寸，提高了濾波器的選擇性，實現(xiàn)了寬阻帶的低通濾波。
【IPC分類】H01P1/203
【公開號】CN105609907
【申請?zhí)枴緾N201610112541
【發(fā)明人】肖謐, 李曉政, 孫國亮
【申請人】天津大學
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2016年2月29日