專利名稱：用于無線局域網(wǎng)的雙頻帶微帶濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于無線局域網(wǎng)的雙頻帶微帶濾波器，該濾波器可以用于濾去鏡頻干擾、衰減噪聲、頻分復(fù)用以及在高性能的振蕩、放大、倍頻和混頻電路中。該濾波器可用于多通帶通彳目和WLAN通f目。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在移動通信基站及移動通信終端都正在朝著小型化，集成化的方向發(fā)展，越來越多的通信系統(tǒng)和功能都集成在一種通信設(shè)備和終端上，例如，現(xiàn)在的手機(jī)中不僅可以同時(shí)支持GSM和CDMA通信制式，而且還兼容GPS和WLAN等一些通信制式。而同時(shí)通信系統(tǒng)的不斷增多，使得頻率資源也變得相對緊張，如何合理的利用頻率資源，在朝著更高頻段發(fā)展的同時(shí)也兼容好現(xiàn)階段的各種通信頻段資源的通信系統(tǒng)是無線通信發(fā)展的一個關(guān)鍵。多 通帶濾波器可以根據(jù)通信系統(tǒng)要求同時(shí)工作于多個或整個所需要的工作頻段，在兼容現(xiàn)有通信頻段的同時(shí)，濾除掉其他頻段的干擾信號。從綜合應(yīng)用和集成化的角度出發(fā)，微帶結(jié)構(gòu)非常適合于制作通信頻段的多通帶?；谖ЫY(jié)構(gòu)的多通帶濾波器可以做到非常緊湊，并且易于與基站中的射頻前端結(jié)合，非常利于應(yīng)用。結(jié)合微帶的集成化特點(diǎn)，DGS, SIR等結(jié)構(gòu)和一些新的結(jié)構(gòu)也可以廣泛的應(yīng)用于濾波器設(shè)計(jì)，而結(jié)合結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的設(shè)計(jì)方法也層出不窮，這也極大的促進(jìn)了無線通信的快速發(fā)展。基于微帶結(jié)構(gòu)的多通帶濾波器在最近十年內(nèi)越來越受到學(xué)者們的重視，這些研究不僅促進(jìn)了濾波器設(shè)計(jì)技術(shù)的進(jìn)步，也使微帶技術(shù)得到了更大的發(fā)展。隨著技術(shù)的成熟，多通帶技術(shù)在無線通信系統(tǒng)中的應(yīng)用將會越來越廣，因此研究微帶多通帶濾波器的新的實(shí)現(xiàn)形式和方法就顯得特別有意義。階梯阻抗諧振器(SIR-Stepped Impendence Resonators)是由兩個以上具有不同特性阻抗的傳輸線組合而成的橫向電磁場或準(zhǔn)橫向電磁場模式的諧振器，這種諧振器可以在不減小無載Q值的情況下可以縮短諧振器的長度，這有利于濾波器的小型化及提高濾波器帶外抑制，M. Makimoto和S. Yamashita在他們的專注中詳細(xì)介紹了這種結(jié)構(gòu)在濾波器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。1999年，韓國學(xué)者J.-I. Park等人在周期光子帶隙結(jié)構(gòu)(PhotonicBand-Gap, PBG)的基礎(chǔ)上提出了缺陷地面結(jié)構(gòu)(Defected Ground Structure, DGS),并把它應(yīng)用到平面電路和低通濾波器設(shè)計(jì)中。DGS通過在地板上刻蝕缺陷圖案，改變地板上屏蔽電流的分布，從而改變傳輸線的等效電感和等效電容，獲得慢波特性和禁帶特性。與傳統(tǒng)的PBG結(jié)構(gòu)相比，DGS結(jié)構(gòu)僅需一個缺陷單元就能獲得禁帶特性，且?guī)吨行念l率僅由缺陷單元結(jié)構(gòu)決定，因此尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊，易于等效電路分析。在對DGS應(yīng)用的早期，主要是利用其內(nèi)在的諧振性質(zhì)和在傳輸線中所呈現(xiàn)出來的帶隙特性來設(shè)計(jì)低通，帶通和帶阻濾波器。A-Rahman等人率先嘗試把DGS自身作為獨(dú)立的諧振單元，用于帶通濾波器的制作。采用不同諧振單元的通帶組合和饋線的縫隙耦合可以實(shí)現(xiàn)帶源和負(fù)載耦合的帶通濾波器和并聯(lián)型雙通帶濾波器，通過對兩階SIR進(jìn)行諧振特性分析可以清楚的看出其具有雙諧振特性，利用其作為單元可以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)緊湊的雙通帶濾波器，同時(shí)在雙模濾波器研究的基礎(chǔ)上，將其應(yīng)用于地板，就可以設(shè)計(jì)出非對稱零點(diǎn)的DGS雙通帶濾波器。在南京理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)2010年12月第34卷第6期中顧繼慧、朱銀霞等人發(fā)表了一篇“雙頻階梯阻抗諧振器濾波器設(shè)計(jì)”的文章，該濾波器有2. 4G和5. 2G兩個隔離性較好的頻帶，但是由于第二個頻帶過窄，不能滿足WLAN通信的需求。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提出一種用于無線局域網(wǎng)的雙頻帶微帶濾波器，在兩階階躍阻抗諧振腔產(chǎn)生雙頻特性的基礎(chǔ)上，通過加載箭頭形缺陷地結(jié)構(gòu)改變電路的等效電抗，增強(qiáng)輸入輸出的耦合，從而有效的擴(kuò)展第二個通信頻帶帶寬至800M，使之符合WLAN通信的要求。本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問題是這樣實(shí)現(xiàn)的用于無線局域網(wǎng)的雙頻帶微帶濾波 器，包括雙S形結(jié)構(gòu)輻射單元、雙直角形結(jié)構(gòu)和箭頭形DGS結(jié)構(gòu)，其特征是雙S形結(jié)構(gòu)是由兩個互相對稱的由五段傳輸線連接而成的S形結(jié)構(gòu)組成，且五段傳輸線連接處的兩段均相互垂直；雙直角形結(jié)構(gòu)由兩個互相對稱的直角形結(jié)構(gòu)組成；箭頭形DGS結(jié)構(gòu)是一個箭頭形的缺陷地結(jié)構(gòu)；該濾波器為印刷版濾波器，雙直角形結(jié)構(gòu)2與雙S形結(jié)構(gòu)輻射單元I的下邊平行 ’雙S形結(jié)構(gòu)輻射單元I、雙直角形結(jié)構(gòu)2均是位于介質(zhì)基板的一面的金屬片，而箭頭形DGS結(jié)構(gòu)3則是在介質(zhì)基板另一面的完整的金屬片上蝕刻出的一個箭頭形的結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型還可以包括這樣一些結(jié)構(gòu)特征I、所述的缺陷地結(jié)構(gòu)可以采用矩形結(jié)構(gòu)、圓形結(jié)構(gòu)、多邊形結(jié)構(gòu)和分形結(jié)構(gòu)等多種形狀，設(shè)計(jì)不同形狀和結(jié)構(gòu)的雙頻濾波器。通過調(diào)整DGS槽孔的幾何尺寸實(shí)現(xiàn)濾波器的小型化設(shè)計(jì)和雙頻工作特性的設(shè)計(jì)。2、采用雙S型耦合兩階SIR結(jié)構(gòu)和缺陷地結(jié)構(gòu)復(fù)合的形式實(shí)現(xiàn)平面印刷濾波器線結(jié)構(gòu)，有效減小濾波器的體積和尺寸，滿足小型化濾波器的設(shè)計(jì)；本實(shí)用新型使用的箭頭形和環(huán)形的缺陷地結(jié)構(gòu)，不僅可以擴(kuò)展濾波器的帶寬，提高WLAN濾波器的雙頻特性。本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的雙S型耦合兩階SIR結(jié)構(gòu)和缺陷地結(jié)構(gòu)復(fù)合結(jié)構(gòu)的WLAN濾波器，根據(jù)雙階SIR的諧振條件和箭頭形缺陷地結(jié)構(gòu)的諧振條件，使得其配合來實(shí)現(xiàn)
2.4GHz和5. 2GHz的WLAN雙頻通信的需要。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有顯著的優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)完美的WLAN雙頻段的濾波器效果，由于WLAN的兩個頻段的帶寬差別比較大，2. 4GHz頻段只需要100MHz，而5. 2GHz頻段需要700MHz，利用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法很難同時(shí)實(shí)現(xiàn)滿足這兩個帶寬的需要。而本實(shí)用新型利用兩階“S”形SIR結(jié)構(gòu)來產(chǎn)生雙頻特性，此后利用箭頭形缺陷地結(jié)構(gòu)來進(jìn)一步擴(kuò)展第二個頻段的帶寬使之滿足設(shè)計(jì)的需要。

圖I是本實(shí)用新型實(shí)施實(shí)例I的基本結(jié)構(gòu)俯視圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施實(shí)例I的背面結(jié)構(gòu)俯視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖舉例對本實(shí)用新型做更詳細(xì)地描述[0016]實(shí)施例一結(jié)合圖1，用于無線局域網(wǎng)的雙頻帶微帶濾波器由雙S形結(jié)構(gòu)單元和直角形結(jié)構(gòu)組成；兩個結(jié)構(gòu)之間間距很小，使其兩部分能夠相互耦合；根據(jù)所示的結(jié)構(gòu)，只要選擇合適的尺寸，就能滿足其雙頻帶工作特性。實(shí)施實(shí)例一介質(zhì)基板的介電常數(shù)一般在2-9. 8之間，本實(shí)用新型采用的介電常數(shù)為2. 65的聚四氟乙烯板，該基板價(jià)格較低，損耗較小，基于上述要求；在實(shí)際中，可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用采用介電常數(shù)損耗角小的介質(zhì)基板，如介電常數(shù)損耗角小于10-3的基板；本實(shí)用新型采用的介質(zhì)基板的厚度為I. 6mm，滿足所需的強(qiáng)度。實(shí)施例一整個濾波器的諧振部分由雙S形結(jié)構(gòu)單元和直角形結(jié)構(gòu)組成，為了減小濾波器的體積，將兩階階躍諧振腔折疊成雙S形；此設(shè)計(jì)不僅使得濾波器的結(jié)構(gòu)更為緊湊，更能很好的實(shí)現(xiàn)雙頻帶通信；缺陷地結(jié)構(gòu)采用箭頭形結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，能有效的擴(kuò)展雙 頻帶通信中的第二個頻帶，使得其能完美的滿足2. 4G和5. 2G的雙通帶WLAN通信的要求，且隔離特性較好，其頻帶內(nèi)的信號受帶外信號影響較小。
權(quán)利要求1.一種用于無線局域網(wǎng)的雙頻帶微帶濾波器，包括雙S形結(jié)構(gòu)輻射單元(I)、雙直角形結(jié)構(gòu)(2)和箭頭形DGS結(jié)構(gòu)(3)，其特征是雙S形結(jié)構(gòu)(101)是由兩個互相對稱的由五段傳輸線連接而成的S形結(jié)構(gòu)組成，且五段傳輸線連接處的兩段均相互垂直；雙直角形結(jié)構(gòu)(2)由兩個互相對稱的直角形結(jié)構(gòu)組成；箭頭形DGS結(jié)構(gòu)(3)是一個箭頭形的缺陷地結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于無線局域網(wǎng)的雙頻帶微帶濾波器，其特征是該濾波器為印刷版濾波器，雙直角形結(jié)構(gòu)(2)與雙S形結(jié)構(gòu)輻射單元(I)的下邊平行-M S形結(jié)構(gòu)輻射單元(I)、雙直角形結(jié)構(gòu)(2)均是位于介質(zhì)基板的一面的金屬片，而箭頭形DGS結(jié)構(gòu)(3)則是在介質(zhì)基板另一面的完整的金屬片上蝕刻出的一個箭頭形的結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及的是一種用于無線局域網(wǎng)的雙頻帶微帶濾波器，主要解決一般WLAN濾波器不能完整覆蓋第二個通帶700M帶寬的問題。它屬于平面印刷板濾波器，雙直角形結(jié)構(gòu)與雙S形結(jié)構(gòu)輻射單元的下邊平行；雙S形結(jié)構(gòu)輻射單元、雙直角形結(jié)構(gòu)均是位于介質(zhì)基板的一面的金屬片，而箭頭形DGS結(jié)構(gòu)則是在介質(zhì)基板另一面的完整的金屬片上蝕刻出的一個箭頭形結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的箭頭形缺陷地結(jié)構(gòu)可改變電路的等效電抗，增強(qiáng)輸入輸出的耦合，從而有效的擴(kuò)展第二個通信頻帶帶寬至800M，使之符合WLAN通信的要求。
文檔編號H01P1/203GK202550040SQ201120518698
公開日2012年11月21日 申請日期2011年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月10日
發(fā)明者劉乘源, 汪曉君, 胡萍 申請人:哈爾濱飛羽科技有限公司