一種具有陷波點的超寬帶帶通濾波器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種具有陷波點的超寬帶帶通濾波器，該超寬帶帶通濾波器包括介質基板(1)、形成于介質基板上表面的刻蝕電路層(3)和形成于介質基板下表面的接地金屬層(2)，所述刻蝕電路層(3)包括一個階梯阻抗線(6)和一個諧振環(huán)(7)，該諧振環(huán)位于刻蝕電路層(3)中上部，階梯阻抗線(6)位于諧振環(huán)(7)的正下方且與諧振環(huán)(7)連接。本實用新型利用多模諧振器來實現(xiàn)寬帶特性，結構簡單，過渡帶陡峭，帶有一個陷波點，用于抑制WLAN信號干擾的。本實用新型可用于UWB系統(tǒng)中。
【專利說明】一種具有陷波點的超寬帶帶通濾波器

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種帶通濾波器，特別是涉及一種具有陷波點的超寬帶帶通濾波 器，可用于超寬帶系統(tǒng)中濾波。

【背景技術】
[0002] 在通信系統(tǒng)、雷達、成像等眾多領域中，超寬帶技術占有很重要的位置。2002年美 國聯(lián)邦通信委員會（Federal Communication Commission-FCC)容許 3· 1-10. 6GHz 的商業(yè) 應用，超寬帶技術開始受到廣泛關注。超寬帶濾波器也成為研究的熱點。然而FCC定義的 商用范圍內，UWB 信號受到 WiAX(3. 5GHz)、WLAN(5. 2GHZ、5. 8GHZ)、RFID(6. 8GHz)等信號的 干擾。因此具有陷波特性的濾波器具有很高的研究價值。
[0003] 超寬帶濾波器的主要設計方法有：高低通濾波器組合法，多模諧振法，短路分支 線法。由于高低通組合法和短路分支線法設計的濾波器尺寸較大，不利于應用，Lei Zhu 等人 2005 年在文獻（Ultra-wideband(UWB)Bandpass Filters Using Multiple-mode Resonator)中首次應用多模諧振的方法實現(xiàn)超寬帶濾波器的設計。但該濾波器 過渡帶較寬，邊緣抑制不陡峭。2007年，Hussein Shaman, Jia-Sheng Hong在文獻 (Ultra-Wideband(UWB)Bandpass Filter With Embedded Band Notch Structures)中實現(xiàn) 了帶陷波的UWB濾波器。該結構的邊緣陡峭度也不夠高。此后多種多模諧振器結構及多種 陷波結構相繼被提出。如何實現(xiàn)邊緣陡峭、帶陷波的超寬帶濾波器是目前面臨的難點。 實用新型內容
[0004] 本實用新型主要目的在于克服傳統(tǒng)寬帶濾波器過渡帶較寬，邊緣不夠陡峭，通帶 范圍內干擾信號無法濾除等技術問題，提出了一種結構簡單、邊緣陡峭、具有一個陷波點的 超寬帶帶通濾波器。
[0005] 為解決該技術問題，本實用新型提出的技術方案如下：
[0006] -種具有陷波點的超寬帶帶通濾波器，該超寬帶帶通濾波器包括介質基板1、形成 于介質基板上表面的刻蝕電路層3和形成于介質基板下表面的接地金屬層2,所述刻蝕電 路層3包括一個階梯阻抗線6和一個諧振環(huán)7,該諧振環(huán)位于刻蝕電路層3中上部，階梯阻 抗線6位于諧振環(huán)7的正下方且與諧振環(huán)7連接。
[0007] 上述方案中，所述刻蝕電路層3還包括兩個50歐姆匹配線4和四段耦合微帶線5， 兩個50歐姆匹配線4對稱分布于階梯阻抗線6與諧振環(huán)7結合處的左右兩側，且每個50 歐姆匹配線4在靠近階梯阻抗線6與諧振環(huán)7結合處的一側均連接有兩段耦合微帶線5。
[0008] 上述方案中，所述諧振環(huán)7呈方形，所述諧振環(huán)7為長方形諧振環(huán)或正方形諧振 環(huán)。
[0009] 上述方案中，所述階梯阻抗線6為開路線，由一段高阻抗線加載到低阻抗線上構 成。
[0010] 本實用新型提供的超寬帶帶通濾波器與傳統(tǒng)的寬帶帶通濾波器相比，邊緣陡峭度 有了進一步的改善，并帶有一個陷波點，可濾除通帶內的干擾信號。該濾波器為單面結構， 易于與其他微波電路集成，結構簡單，易于加工。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 圖1是本實用新型提供的具有陷波點的超寬帶帶通濾波器的結構示意圖。
[0012] 圖2是依照本實用新型實施例的具有陷波點的超寬帶帶通濾波器的示意圖。
[0013] 圖3是依照本實用新型實施例的具有陷波點的超寬帶帶通濾波器的仿真及實測 結果。
[0014] 圖中：1.介質基板，2.介質基板上表面的刻蝕電路層，3.介質基板下表面的接地 金屬層，4. 50歐姆匹配線，5.耦合微帶線，6.階梯阻抗線，7.諧振環(huán)。

【具體實施方式】
[0015] 為使本實用新型的設計方法、技術方案更加清楚明了，以下結合具體實施例，并參 照附圖，對本實用新型作進一步的詳細說明。
[0016] 如圖1所示，本實用新型提供的具有陷波點的超寬帶帶通濾波器，包括介質基板 1、形成于介質基板上表面的刻蝕電路層3和形成于介質基板下表面的接地金屬層2,其中 刻蝕電路層3包括兩個50歐姆匹配線4、四段耦合微帶線5, 一個階梯阻抗線6和一個諧振 環(huán)7,該諧振環(huán)7呈方形，位于刻蝕電路層3中上部，階梯阻抗線6位于諧振環(huán)7的正下方且 與諧振環(huán)7連接，階梯阻抗線6為開路線，由一段高阻抗線加載到低阻抗線上構成。兩個50 歐姆匹配線4對稱分布于階梯阻抗線6與諧振環(huán)7結合處的左右兩側，且每個50歐姆匹配 線4在靠近階梯阻抗線6與諧振環(huán)7結合處的一側均連接有兩段耦合微帶線5。
[0017] 諧振環(huán)7的作用在于產生較寬的帶寬，通過調整諧振環(huán)7的長寬及阻抗，可調整各 個諧振模式的位置，使之均勻地分布在通帶范圍內，實現(xiàn)3. 1-10. 6的通帶帶寬。
[0018] 通過調整階梯阻抗線6的長度及阻抗比，可以調節(jié)各個傳輸零點的位置，從而達 到陷波的效果。本實用新型實施例中，通過調整階梯阻抗線6的長度及阻抗比，可調節(jié)圖3 所示的三個傳輸零點f zl、fz2、fz3的位置。調節(jié)傳輸零點fz2，使之位于所需陷波點的位置。 調節(jié)另兩個傳輸零點f zl、fz3，使之分別位于上下阻帶且靠近通帶的位置，可實現(xiàn)陡峭的邊 緣。最后調節(jié)耦合微帶線5的長寬及間隙，使通帶范圍內波紋減小，達到平坦。
[0019] 應用本實用新型，首先確定濾波器的通帶范圍及陷波點，選擇PCB板材，明確板材 的相對介電常數及厚度。調節(jié)諧振環(huán)的長寬及阻抗，達到所需通帶范圍。調節(jié)階梯阻抗線 長寬，達到陷波效果及陡峭邊緣。調整耦合線使濾波器通帶內平坦。
[0020] 本實用新型提供的濾波器可直接印制在高頻PCB板上。實際濾波器的線寬、線長 隨通帶帶寬范圍，陷波點的位置及PCB板材的不同而不同。
[0021] 實施例
[0022] 設計一個通帶為3. lGHz-10. 6GHz，陷波點為5. 7GHz的濾波器。所用介質基板為 Rogers R04350,其相對介電常數為3. 5,厚度為1. 524mm。經理論計算及優(yōu)化得到圖2所示 的最終尺寸（單位：mm)。
[0023] 本實施例的尺寸大小為26. 28mmX 19. 02mm(不包括50歐姆線）。圖3是該實施例 的仿真與實測數據。S21為插入損耗參數，Sn為回波損耗參數。如圖所示，本實例的3dB截 止頻率為3. 05GHz-10. 4GHz，陷波處5. 6-5. 8GHz的插入損耗最大達到10. 3dB。上阻帶邊緣 下降率為29. 2dB/GHz，下阻帶邊緣下降率為79. 26dB/GHz。該濾波器邊緣陡峭。
[0024] 以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進一 步詳細說明，應理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限制本實 用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含 在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1. 一種具有陷波點的超寬帶帶通濾波器，該超寬帶帶通濾波器包括介質基板（1)、形 成于介質基板上表面的刻蝕電路層（3)和形成于介質基板下表面的接地金屬層（2)，所述 刻蝕電路層（3)包括一個階梯阻抗線（6)和一個諧振環(huán)（7)，該諧振環(huán)位于刻蝕電路層（3) 中上部，階梯阻抗線（6)位于諧振環(huán)（7)的正下方且與諧振環(huán)（7)連接。
2. 根據權利要求1所述的超寬帶帶通濾波器，其特征在于，所述刻蝕電路層（3)還包 括兩個50歐姆匹配線（4)和四段耦合微帶線（5)，兩個50歐姆匹配線（4)對稱分布于階梯 阻抗線（6)與諧振環(huán)（7)結合處的左右兩側，且每個50歐姆匹配線（4)在靠近階梯阻抗線 (6)與諧振環(huán)（7)結合處的一側均連接有兩段耦合微帶線（5)。
3. 根據權利要求1所述的超寬帶帶通濾波器，其特征在于，所述諧振環(huán)（7)呈方形。
4. 根據權利要求3所述的超寬帶帶通濾波器，其特征在于，所述諧振環(huán)（7)為長方形諧 振環(huán)或正方形諧振環(huán)。
5. 根據權利要求1所述的超寬帶帶通濾波器，其特征在于，所述階梯阻抗線（6)為開路 線，由一段高阻抗線加載到低阻抗線上構成。
【文檔編號】H01P1/203GK203871450SQ201420258500
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年5月20日 優(yōu)先權日:2014年5月20日
【發(fā)明者】陳仙紅, 張立軍, 彭亞濤 申請人:中國科學院微電子研究所