專利名稱：一種新型雙頻窄帶帶通濾波器的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種新型雙頻窄帶帶通濾波器，屬于無線通信技術(shù)領域中具有傳輸零點的雙頻帶通濾波器范疇。
背景技術(shù)：
隨著通信技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是無線通信技術(shù)的發(fā)展，對無線通信系統(tǒng)中濾波器的要求越來越高。1997年美國電子電機工程師協(xié)會(簡稱IEEE)制定了 802. 11無線局域網(wǎng)絡(Wireless Local Area Network)協(xié)議，為無線通信發(fā)展開啟了一段新的里程碑。傳統(tǒng)的濾波器已經(jīng)不能滿足無線通信系統(tǒng)的需要，而且現(xiàn)在頻譜資源稀缺，人們對信息的大容量傳輸?shù)男枨髤s是越來越迫切，所以采用雙頻或多頻濾波器可以很好的滿足無線通信系統(tǒng)的需求。傳統(tǒng)設計是在通信系統(tǒng)是加入多個濾波器，這樣不僅增加了成本，而且會占用更大的系統(tǒng)空間。所以在一個器件內(nèi)實現(xiàn)雙頻或多頻，并實現(xiàn)小型化設計是濾波器發(fā)展的趨勢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對已有技術(shù)存在的缺陷，提供一種基于低阻抗線與平行耦合線的新型雙頻窄帶帶通濾波器，使其帶內(nèi)損耗低，帶外加入傳輸零點，且有很好的諧波抑制特性，同時實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)簡單化，進而實現(xiàn)濾波器的小型化。為達到上述目的，本發(fā)明的構(gòu)思是
1.在傳統(tǒng)平行耦合線的基礎上，通過在兩平行耦合線之間加入短阻抗線，組成階躍阻抗諧振器，實現(xiàn)了新的耦合，可以通過改變短阻抗線的長度來改變傳輸零點的位置。2.在傳統(tǒng)的均勻阻抗諧振器(UIR)結(jié)構(gòu)的基礎上，通過在諧振器與饋線相連的拐角處加入短微帶線，實現(xiàn)了很好諧波抑制特性，降低了雜散頻率的插入損耗。3.本發(fā)明采用如下的介質(zhì)板材料介質(zhì)基板選用介電常數(shù)為。=10. 2，厚度 A=O. 635mm。采用低阻抗線與平行耦合線結(jié)構(gòu)。4.加工后的電路板共分三層，即正面為金屬微帶線結(jié)構(gòu)，中間是介質(zhì)板層及輸入輸出端口，介質(zhì)板材背面為一層金屬鍍層，其中輸入輸出端口處焊接兩個SMA接頭，用于實際測量。正面金屬微帶線結(jié)構(gòu)是由一個低阻抗線，新型平行耦合線，以及新型諧振器組成， 通過改變兩個平行耦合線的距離可以調(diào)節(jié)零點的位置以及頻帶的寬帶。根據(jù)上述發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案
一種新型的雙頻窄帶帶通濾波器，包括三層結(jié)構(gòu)正面的金屬微帶線、中間的介質(zhì)板
層及輸入輸出端口、介質(zhì)板材反面的金屬鍍層，所述的金屬微帶線結(jié)構(gòu)是由一段低阻抗線
和與之相連的階躍阻抗線構(gòu)成的諧振器，以及由四分之一波長的均勻阻抗線和饋線連接矩
形短微帶線構(gòu)成的新型諧振器；由于諧振器結(jié)構(gòu)是對稱的，所以可用奇偶模理論進行分析；
其饋線的輸入輸出端口在同一水平線上。
所述階躍阻抗線是由兩條平行耦合線末端連接一條短阻抗線構(gòu)成，實現(xiàn)了新的耦合。
所述矩形微帶線位于所述四分之一波長的均勻阻抗線與饋線相連拐角處，實現(xiàn)了很好諧波抑制特性。所述介質(zhì)板層為介電常數(shù)廠=10.2的介質(zhì)板，該介質(zhì)板厚度力=0. 635mm。
所述金屬微帶線和反面部分的金屬鍍層可以是導電性能較好的金屬材料，如金、或銀、 或銅。所述的中間層的介質(zhì)板的介電常數(shù)可以是各種數(shù)值，因為介電常數(shù)與諧振器的長度的平方成反比，所以介電常數(shù)越高則對應濾波器的尺寸越小。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下顯而易見的突出實質(zhì)性特點和顯著優(yōu)點
①本發(fā)明的濾波器結(jié)構(gòu)可以看成是由兩個傳統(tǒng)的階躍阻抗諧振器(SIR)組成的，但是與傳統(tǒng)改進的地方在于在平行耦合線中間添加短阻抗線，組成階躍阻抗諧振器，并在四分之一波長均勻阻抗諧振器(UIR)與饋線拐角加入短微帶線構(gòu)成的，此結(jié)構(gòu)單元與傳統(tǒng)基于 WR和S^實現(xiàn)的雙頻濾波器的結(jié)構(gòu)特性相比，帶內(nèi)損耗低，帶外抑制特性好。Cj提高帶外抑制特性的方法很多，通常是采用兩種方法，一種是增加濾波器的級數(shù)，一種是在帶外引入傳輸零點，本發(fā)明所采用的方法為后者。引入傳輸零點的方法有三種，一是引入交叉耦合結(jié)構(gòu)，二是增加開路枝節(jié)，三是利用平行耦合線，本發(fā)明引入傳輸零點的方法采用的是第三種方法。通過改變平行耦合線的距離可以調(diào)節(jié)傳輸零點的位置。③本諧振器結(jié)構(gòu)的饋線方式采用的是直接接入，直接接入法是用特性阻抗為50 歐姆的微帶線直接接到諧振器上。


圖1是傳統(tǒng)的階躍阻抗諧振器(SIR)單元結(jié)構(gòu)圖。圖2是改進的低阻抗線和平行耦合線組成的單元結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是傳統(tǒng)饋線與諧振器結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是改進后饋線與諧振器結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的雙頻帶帶通濾波器微帶線結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是本發(fā)明新型雙頻窄帶帶通濾波器整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的雙頻濾波器的頻率響應示意圖。圖8是本發(fā)明新型雙頻窄帶帶通濾波器仿真的頻率響應示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例作詳細說明
本發(fā)明所提出的改進的低阻抗線和平行耦合線組成的單元結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，它是在傳統(tǒng)階躍阻抗諧振器(SIR)單元結(jié)構(gòu)圖1的基礎上將高阻抗線分為兩個平行耦合線， 改變了耦合特性。通過改變平行耦合線的距離可以改變兩通帶之間的傳輸零點的位置。如圖3所示，為傳統(tǒng)饋線與諧振器結(jié)構(gòu)示意圖，是采用直接饋電的方式，圖4為改進后饋線與諧振器的結(jié)構(gòu)示意圖，在饋線與諧振器的拐角處加入一個短微帶線，增強了諧波抑制特性。實施例一參見圖6，本新型的雙頻帶窄帶帶通濾波器，包括三層結(jié)構(gòu)正面的金屬微帶線、中間的介質(zhì)板層及輸入輸出端口、介質(zhì)板材反面的金屬鍍層，所述的金屬微帶線結(jié)構(gòu)是由一段低阻抗線和與之相連的階躍阻抗線構(gòu)成的諧振器，以及由四分之一波長的均勻阻抗線和饋線連接矩形短微帶線構(gòu)成的新型諧振器；由于諧振器結(jié)構(gòu)是對稱的，所以可用奇偶模理論進行分析；其饋線的輸入輸出端口在同一水平線上。
實施例二 本實施例與實施例一基本相同，特別之處是所述階躍阻抗線是由兩條平行耦合線(7)末端連接一條短阻抗線(11)構(gòu)成，實現(xiàn)了新的耦合。所述矩形短微帶線(9) 位于所述四分之一波長的均勻阻抗線(8)與饋線(12)相連拐角處，實現(xiàn)了很好諧波抑制
特性。所述介質(zhì)板層(5)為介電常數(shù)A =10. 2的介質(zhì)板，該介質(zhì)板厚度力=0. 635mm。實施例三本實施例與實施例二基本相同，特別之處是圖6是本實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，經(jīng)過設計、仿真和優(yōu)化，最終確定該微帶超窄帶帶通濾波器的具體尺寸如下
Ll=7. 3mm, L2=10. 0mm, L3=8. 4mm, L4=0. 8mm ffl=6. 0mm, W2=0. 6mm, W3=0. 6mm, W4=l. Imm G=O. 2mm, D=O. 2mm,
基于上述方法設計了中心頻率為2. 62GHz/5. 98GHz，相對帶寬約為6%的微帶濾波器， 通過電磁仿真軟件Sormet進行仿真，調(diào)試。圖7顯示了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的雙頻濾波器的頻率響應仿真結(jié)果。圖8顯示了該微帶濾波器的仿真結(jié)構(gòu)，仿真結(jié)果表明無論是帶內(nèi)特性還是帶外抑制，本發(fā)明具有很好的優(yōu)越性。同時與圖7相比降低了中心頻率，帶外陡峭度明顯。而且濾波器的結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小，實現(xiàn)了小型化。以上仿真結(jié)果表明
(1)通帶帶寬約為120MHz，帶內(nèi)插入損耗均小于0.IdB5
(2)通帶截止邊沿陡峭，在1.06GHz時降到了 -80dB，在4. 66GHz和6. 8GHz處插入了傳
輸零點；
在實現(xiàn)了帶內(nèi)，帶外性能良好的，同時微帶結(jié)構(gòu)簡單，尺寸也得到小型化，印刷簡易，材料損耗相對較小。
權(quán)利要求
1.一種新型的雙頻窄帶帶通濾波器，包括三層結(jié)構(gòu)正面的金屬微帶線(1)、中間的介質(zhì)板層( 及輸入輸出端口(4、10)、介質(zhì)板材反面的金屬鍍層O)，其特征在于所述的金屬微帶線(1)結(jié)構(gòu)是由一段低阻抗線(6)和與之相連的階躍阻抗線構(gòu)成的諧振器，以及由四分之一波長的均勻阻抗線(8)和饋線(12)連接矩形短微帶線(9)構(gòu)成的新型諧振器；由于諧振器結(jié)構(gòu)是對稱的，所以可用奇偶模理論進行分析；其饋線(12)的輸入輸出端口 G、10) 在同一水平線上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型的雙頻窄帶帶通濾波器，其特征在于所述階躍阻抗線是由兩條平行耦合線(7)末端連接一條短阻抗線(11)構(gòu)成，實現(xiàn)了新的耦合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型的雙頻窄帶帶通濾波器，其特征在于所述矩形短微帶線(9)位于所述四分之一波長的均勻阻抗線(8)與饋線(12)相連拐角處，實現(xiàn)了很好諧波抑制特性。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型的雙頻窄帶帶通濾波器，其特征在于所述介質(zhì)板層 (5)為介電常數(shù)& =10.2的介質(zhì)板，該介質(zhì)板厚度力=0. 635mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新型雙頻窄帶帶通濾波器，它包括三層結(jié)構(gòu)正面的金屬微帶線、中間的介質(zhì)板層及輸入輸出端口、介質(zhì)板材反面的金屬鍍層，所述的金屬微帶線結(jié)構(gòu)是由一段低阻抗線和與之相連的階躍阻抗線構(gòu)成的諧振器，以及由四分之一波長的均勻阻抗線和饋線連接矩形短微帶線構(gòu)成的新型諧振器；由于諧振器結(jié)構(gòu)是對稱的，所以可用奇偶模理論進行分析；其饋線的輸入輸出端口在同一水平線上。本發(fā)明在兩個通帶之間的阻帶有傳輸零點的插入，而且可以靈活地調(diào)整其傳輸特性曲線中的零點位置，增強了阻帶特性，同時還在兩個中心頻率之外也分別插入了一個傳輸零點，使其帶外抑制特性增強。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，而且有很好的頻率選擇性，實現(xiàn)了小型化的要求。
文檔編號H01P1/212GK102255125SQ20111010773
公開日2011年11月23日 申請日期2011年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月21日
發(fā)明者李國輝, 胡金萍, 錢斐斐, 顧卿靈, 馬德臣 申請人:上海大學