专利名称：小型化缺陷接地结构微带低通滤波器的制作方法
技术领域：
本发明属于一种微带电路设计中的低通滤波器，特别是一种新型的含有地板蚀刻 结构的微带低通滤波器。
背景技术：
微带接地板上蚀刻的DGS (Defected Ground Structure缺陷接地结构)结构即是 目前微带电路应用中具有良好研究前景的领域之一，如文献1，“A design of the low-pass filterusing the novel microstrip defected ground structure，，，IEEE Trans. Microw. Theory Tech. ,vol. 49, no. l,pp. 86-93, Jan. 2001 -,\)JsRXW.2," kn improved I-D periodic defected groundstructure for microstrip line，，，IEEE Microw. Wireless Compon. Lett.，vol. 14，no. 4，pp. 180-182，Apr. 2004.在上述文献中，都比较详细地介绍了 这种新型技术在微带电路中的广泛应用。运用DGS单元结构设计的低通滤波器具有以下优 点1)结构简单；2)与传统的低通滤波器相比DGS单元结构低通滤波器带宽更宽；3)插入 损耗低；4)可以实现尺寸很小的低通滤波器。由于这些优点，它已广泛应用于定向耦合器、 滤波器和功率放大器的设计之中。而传统的微带低通滤波器结构开路分支繁杂，阻抗匹配 要求严格，并且加工精度要求高，微带滤波器的整体体积较大，综合特性较差等缺点。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种设计更为紧凑、电性能更好、输入输出采用微带 结构、易于与其他微带电路兼容的小型化DGS单元结构微带低通滤波器。实现本实用新型目的的技术解决方案为一种小型化缺陷接地结构微带低通滤波 器，包括介质基板、金属面、50欧姆微带线、矩形开路线和扇形开路线，金属面位于介质基板 的底层，在50欧姆微带线的纵向中心位置的上下边缘处，分别连接矩形开路线和扇形开路 线，矩形开路线和扇形开路线在50欧姆微带线边缘处连接的宽度相同，在金属面的纵向中 轴两侧蚀刻两组沿该轴对称的U-型DGS单元结构，每组U-型DGS单元结构沿50欧姆微带 线上下对称分布。上述每组U-型DGS单元结构包括三个分别反向相嵌的U-型槽，处于中间位置的 U-型槽开口向内。[0006]本实用新型小型化缺陷接地结构微带低通滤波器与传统的DGS微带低通滤波器 相比，小型化、集成化有了进一步的发展，具有以下显著优点1)采用新型U-型DGS单元 结构，使结构更加紧凑；2)结构简单制作加工更加方便，具有较高程度的集成性；3)通带内 的回波损耗低于_20dB，插入损耗小于0. 2dB，在相对带宽为105%的阻带内，插入损耗低 于-25dB，回波损耗低于0. 2dB。
图1是本实用新型小型化缺陷接地结构微带低通滤波器的结构平面示意图。[0008]图2是本实用新型小型化缺陷接地结构微带低通滤波器的介质基板底层DGS单元 结构示意图。图3是本实用新型小型化缺陷接地结构微带低通滤波器的结构立体示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细说明。结合图1至图3，本实用新型一种小型化缺陷接地结构微带低通滤波器，包括介质 基板1、金属面2、50欧姆微带线3、矩形开路线4和扇形开路线5，金属面2位于介质基板1 的底层，在50欧姆微带线3的纵向中心位置的上下边缘处，分别连接矩形开路线4和扇形 开路线5，矩形开路线4和扇形开路线5在50欧姆微带线3边缘处连接的宽度相同，在金属 面2的纵向中轴两侧蚀刻两组沿该轴对称的U-型DGS单元结构6，每组U-型DGS单元结构 6沿50欧姆微带线3上下对称分布。两组DGS单元结构6之间的间距为1. 5 3mm，可以 根据整个介质基板的长度进行适当的调整。每组U-型DGS单元结构6包括三个分别反向相嵌的U-型槽，处于中间位置的 U-型槽开口向内。所述DGS单元结构6中U-型槽线的宽度gl为0. 5 0. 7mm, U-型槽线 之间的间隔g2为0. 2 0. 7mm，最外层U-型槽线的横向边长Ll为8 10. 5mm，纵向边长 L2为7 10mm。介质基板1的介电常数ε r为2 10，高度为0. 2 1mm。矩形开路线4 长为5 9謹，宽为0.5 1謹，扇形开路线5长为4 7謹，角度为20° 40°。介质基板 底层的金属面2的长度和宽度与介质基板1的长度和宽度相同。上述小型化缺陷接地结构微带低通滤波器，50欧姆微带线两端作为信号的输入输 出端口，根据所需频率段的截止频率，应用微带滤波器设计的理论，计算出截止频率对应的 传输波长，以此来确定矩形开路线和扇形开路线的长度宽度，以及底层金属面DGS单元结 构U-型槽线的长度和宽度，来达到良好的阻抗匹配效果；该小型化缺陷接地结构微带低通 滤波器主要是通过50欧姆微带线来实现与DGS单元结构的耦合，由DGS单元结构的三个 U-型槽线产生的三个传输极点在低通滤波器的阻带内抑制高次谐波，进而达到延展阻带带 宽，实现结构优良特性的目的，该小型化缺陷接地结构微带低通滤波器与其他微带电路的 连接方法类似，简单方便。下面结合实施例对本实用新型做进一步详细的说明本实用新型小型化缺陷接地结构微带低通滤波器采用新型DGS单元结构设计，整 个介质基板的尺寸是40mm*30mm*0. 508mm,介质基板1的介电常数ε r为2. 65，介质基板上 层的50欧姆微带线3纵向中心位置的上下边缘处，分别连接了矩形开路线4和扇形开路线 5，矩形开路线4和扇形开路线5在50欧姆微带线3边缘处连接的宽度相同，该矩形开路线 4的长度是7mm，宽度是0. 9mm,该扇形开路线5长度是5. 76mm,角度是25°，所述50欧姆微 带线3长度是40mm，宽度是1. 4mm,该50欧姆微带线3两端与其他平面电路连接方便，易于 与其他平面电路集成。为了减小滤波器尺寸，使结构更加小型化和具有更好的集成度，本实用新型小型 化缺陷接地结构微带低通滤波器中，在介质基板1底层的金属面2上蚀刻出的两组DGS单 元结构6沿该金属面2的纵向中轴左右对称分布，DGS单元结构6中的每个槽线都采用U-型 结构，沿介质基板1上层的50欧姆的微带线3上下对称分布，两组DGS单元结构6之间的间距为2mm。该DGS单元结构6中U-型槽线的宽度gl为0. 7mm, U-型槽线之间的间隔g2为 0. 35mm,该DGS单元结构6最外层的U-型槽线的横向边长Ll为9. 5mm,纵向边长L2为 8. 55mm0以上便是由微带线和新型DGS单元结构组合设计的该小型化缺陷接地结构微带 低通滤波器，介质基板上表层保留了传统的微带滤波器结构，以便于与其他平面电路相连 接；介质基板的底层金属面上采用的是新型的蚀刻DGS单元结构。同时本发明的DGS单元 是对称结构，易于设计，使用方便。用矢量网络分析仪HP8510C测试的结果表明本发明小 型化微带低通滤波器提出的新型小型化DGS结构单元构成的微带低通滤波器在整个通带 内回波损耗小于_20dB，插入损耗小于0. 2dB ；在相对带宽为105 %的阻带内，插入损耗低 于-25 dB，回波损耗低于0. 2dB。总体积为40mm*30mm*0. 508mm,重量不足80克。
权利要求一种小型化缺陷接地结构微带低通滤波器，包括介质基板[1]、金属面[2]、50欧姆微带线[3]、矩形开路线[4]和扇形开路线[5]，金属面[2]位于介质基板[1]的底层，其特征在于在50欧姆微带线[3]的纵向中心位置的上下边缘处，分别连接矩形开路线[4]和扇形开路线[5]，矩形开路线[4]和扇形开路线[5]在50欧姆微带线[3]边缘处连接的宽度相同，在金属面[2]的纵向中轴两侧蚀刻两组沿该轴对称的U-型DGS单元结构[6]，每组U-型DGS单元结构沿50欧姆微带线[3]上下对称分布。
2.根据权利要求1所述的小型化缺陷接地结构微带低通滤波器，其特征在于两组DGS 单元结构[6]之间的间距为1. 5 3mm。
3.根据权利要求1或2所述的小型化缺陷接地结构微带低通滤波器，其特征在于每 组U-型DGS单元结构[6]包括三个分别反向相嵌的U-型槽，处于中间位置的U-型槽开口 向内。
4.根据权利要求3所述的小型化缺陷接地结构微带低通滤波器，其特征在于DGS单元 结构[6]中U-型槽线的宽度gl为0. 5 0. 7mm，U-型槽线之间的间隔g2为0. 2 0. 7mm, 最外层U-型槽线的横向边长Ll为8 10. 5mm，纵向边长L2为7 10mm。
5.根据权利要求1或2所述的小型化缺陷接地结构微带低通滤波器，其特征在于介 质基板[1]的介电常数ε r为2 10，高度为0. 2 1mm。
6.根据权利要求1或2所述的小型化缺陷接地结构微带低通滤波器，其特征在于矩 形开路线[4]长为5 9mm，宽为0.5 1mm，扇形开路线[5]长为4 7mm，角度为20° 40°。
专利摘要本实用新型涉及一种小型化缺陷接地结构微带低通滤波器，该小型化缺陷接地结构微带低通滤波器包括介质基板、金属面、50欧姆微带线、矩形开路线和扇形开路线，金属面位于介质基板的底层，矩形开路线和扇形开路线在50欧姆微带线的纵向中心位置边缘处上下连接，矩形开路线和扇形开路线在微带线边缘处连接的宽度相同，在金属面的纵向中轴两侧蚀刻两组沿该轴对称的U-型DGS单元结构，每组U-型DGS单元结构沿微带线上下对称分布。每组U-型DGS单元结构包括三个分别反向相嵌的U-型槽，处于中间位置的U-型槽开口向内。采用这种缺陷接地结构使得滤波器结构更加小型化，电性能更好，具有易于和其他平面微波毫米波电路集成的显著优点。
文档编号H01P1/203GK201570569SQ20092004123
公开日2010年9月1日 申请日期2009年3月27日 优先权日2009年3月27日
发明者冯文杰, 王颖, 董士伟, 车文荃, 邓宽 申请人:南京理工大学