专利名称：一种新型双频窄带带通滤波器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种新型双频窄带带通滤波器，属于无线通信技术领域中具有传输零点的双频带通滤波器范畴。
背景技术：
随着通信技术的迅速发展，特别是无线通信技术的发展，对无线通信系统中滤波器的要求越来越高。1997年美国电子电机工程师协会(简称IEEE)制定了 802. 11无线局域网络(Wireless Local Area Network)协议，为无线通信发展开启了一段新的里程碑。传统的滤波器已经不能满足无线通信系统的需要，而且现在频谱资源稀缺，人们对信息的大容量传输的需求却是越来越迫切，所以采用双频或多频滤波器可以很好的满足无线通信系统的需求。传统设计是在通信系统是加入多个滤波器，这样不仅增加了成本，而且会占用更大的系统空间。所以在一个器件内实现双频或多频，并实现小型化设计是滤波器发展的趋势。
发明内容
本发明的目的在于针对已有技术存在的缺陷，提供一种基于低阻抗线与平行耦合线的新型双频窄带带通滤波器，使其带内损耗低，带外加入传输零点，且有很好的谐波抑制特性，同时实现了结构简单化，进而实现滤波器的小型化。为达到上述目的，本发明的构思是
1.在传统平行耦合线的基础上，通过在两平行耦合线之间加入短阻抗线，组成阶跃阻抗谐振器，实现了新的耦合，可以通过改变短阻抗线的长度来改变传输零点的位置。2.在传统的均勻阻抗谐振器(UIR)结构的基础上，通过在谐振器与馈线相连的拐角处加入短微带线，实现了很好谐波抑制特性，降低了杂散频率的插入损耗。3.本发明采用如下的介质板材料介质基板选用介电常数为。=10. 2，厚度 A=O. 635mm。采用低阻抗线与平行耦合线结构。4.加工后的电路板共分三层，即正面为金属微带线结构，中间是介质板层及输入输出端口，介质板材背面为一层金属镀层，其中输入输出端口处焊接两个SMA接头，用于实际测量。正面金属微带线结构是由一个低阻抗线，新型平行耦合线，以及新型谐振器组成， 通过改变两个平行耦合线的距离可以调节零点的位置以及频带的宽带。根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案
一种新型的双频窄带带通滤波器，包括三层结构正面的金属微带线、中间的介质板
层及输入输出端口、介质板材反面的金属镀层，所述的金属微带线结构是由一段低阻抗线
和与之相连的阶跃阻抗线构成的谐振器，以及由四分之一波长的均勻阻抗线和馈线连接矩
形短微带线构成的新型谐振器；由于谐振器结构是对称的，所以可用奇偶模理论进行分析；
其馈线的输入输出端口在同一水平线上。
所述阶跃阻抗线是由两条平行耦合线末端连接一条短阻抗线构成，实现了新的耦合。
所述矩形微带线位于所述四分之一波长的均勻阻抗线与馈线相连拐角处，实现了很好谐波抑制特性。所述介质板层为介电常数厂=10.2的介质板，该介质板厚度力=0. 635mm。
所述金属微带线和反面部分的金属镀层可以是导电性能较好的金属材料，如金、或银、 或铜。所述的中间层的介质板的介电常数可以是各种数值，因为介电常数与谐振器的长度的平方成反比，所以介电常数越高则对应滤波器的尺寸越小。本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点
①本发明的滤波器结构可以看成是由两个传统的阶跃阻抗谐振器(SIR)组成的，但是与传统改进的地方在于在平行耦合线中间添加短阻抗线，组成阶跃阻抗谐振器，并在四分之一波长均勻阻抗谐振器(UIR)与馈线拐角加入短微带线构成的，此结构单元与传统基于 WR和S^实现的双频滤波器的结构特性相比，带内损耗低，带外抑制特性好。Cj提高带外抑制特性的方法很多，通常是采用两种方法，一种是增加滤波器的级数，一种是在带外引入传输零点，本发明所采用的方法为后者。引入传输零点的方法有三种，一是引入交叉耦合结构，二是增加开路枝节，三是利用平行耦合线，本发明引入传输零点的方法采用的是第三种方法。通过改变平行耦合线的距离可以调节传输零点的位置。③本谐振器结构的馈线方式采用的是直接接入，直接接入法是用特性阻抗为50 欧姆的微带线直接接到谐振器上。
图1是传统的阶跃阻抗谐振器(SIR)单元结构图。图2是改进的低阻抗线和平行耦合线组成的单元结构示意图。图3是传统馈线与谐振器结构示意图。图4是改进后馈线与谐振器结构示意图。图5是传统结构的双频带带通滤波器微带线结构示意图。图6是本发明新型双频窄带带通滤波器整体结构示意图。图7是传统结构实现的双频滤波器的频率响应示意图。图8是本发明新型双频窄带带通滤波器仿真的频率响应示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的一个优选实施例作详细说明
本发明所提出的改进的低阻抗线和平行耦合线组成的单元结构示意图如图2所示，它是在传统阶跃阻抗谐振器(SIR)单元结构图1的基础上将高阻抗线分为两个平行耦合线， 改变了耦合特性。通过改变平行耦合线的距离可以改变两通带之间的传输零点的位置。如图3所示，为传统馈线与谐振器结构示意图，是采用直接馈电的方式，图4为改进后馈线与谐振器的结构示意图，在馈线与谐振器的拐角处加入一个短微带线，增强了谐波抑制特性。实施例一参见图6，本新型的双频带窄带带通滤波器，包括三层结构正面的金属微带线、中间的介质板层及输入输出端口、介质板材反面的金属镀层，所述的金属微带线结构是由一段低阻抗线和与之相连的阶跃阻抗线构成的谐振器，以及由四分之一波长的均勻阻抗线和馈线连接矩形短微带线构成的新型谐振器；由于谐振器结构是对称的，所以可用奇偶模理论进行分析；其馈线的输入输出端口在同一水平线上。
实施例二 本实施例与实施例一基本相同，特别之处是所述阶跃阻抗线是由两条平行耦合线(7)末端连接一条短阻抗线(11)构成，实现了新的耦合。所述矩形短微带线(9) 位于所述四分之一波长的均勻阻抗线(8)与馈线(12)相连拐角处，实现了很好谐波抑制
特性。所述介质板层(5)为介电常数A =10. 2的介质板，该介质板厚度力=0. 635mm。实施例三本实施例与实施例二基本相同，特别之处是图6是本实施例的结构示意图，经过设计、仿真和优化，最终确定该微带超窄带带通滤波器的具体尺寸如下
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,
基于上述方法设计了中心频率为2. 62GHz/5. 98GHz，相对带宽约为6%的微带滤波器， 通过电磁仿真软件Sormet进行仿真，调试。图7显示了传统结构实现的双频滤波器的频率响应仿真结果。图8显示了该微带滤波器的仿真结构，仿真结果表明无论是带内特性还是带外抑制，本发明具有很好的优越性。同时与图7相比降低了中心频率，带外陡峭度明显。而且滤波器的结构简单，尺寸小，实现了小型化。以上仿真结果表明
(1)通带带宽约为120MHz，带内插入损耗均小于0.IdB5
(2)通带截止边沿陡峭，在1.06GHz时降到了 -80dB，在4. 66GHz和6. 8GHz处插入了传
输零点；
在实现了带内，带外性能良好的，同时微带结构简单，尺寸也得到小型化，印刷简易，材料损耗相对较小。
权利要求
1.一种新型的双频窄带带通滤波器，包括三层结构正面的金属微带线(1)、中间的介质板层( 及输入输出端口(4、10)、介质板材反面的金属镀层O)，其特征在于所述的金属微带线(1)结构是由一段低阻抗线(6)和与之相连的阶跃阻抗线构成的谐振器，以及由四分之一波长的均勻阻抗线(8)和馈线(12)连接矩形短微带线(9)构成的新型谐振器；由于谐振器结构是对称的，所以可用奇偶模理论进行分析；其馈线(12)的输入输出端口 G、10) 在同一水平线上。
2.根据权利要求1所述的一种新型的双频窄带带通滤波器，其特征在于所述阶跃阻抗线是由两条平行耦合线(7)末端连接一条短阻抗线(11)构成，实现了新的耦合。
3.根据权利要求1所述的一种新型的双频窄带带通滤波器，其特征在于所述矩形短微带线(9)位于所述四分之一波长的均勻阻抗线(8)与馈线(12)相连拐角处，实现了很好谐波抑制特性。
4.根据权利要求1所述的一种新型的双频窄带带通滤波器，其特征在于所述介质板层 (5)为介电常数& =10.2的介质板，该介质板厚度力=0. 635mm。
全文摘要
本发明涉及一种新型双频窄带带通滤波器，它包括三层结构正面的金属微带线、中间的介质板层及输入输出端口、介质板材反面的金属镀层，所述的金属微带线结构是由一段低阻抗线和与之相连的阶跃阻抗线构成的谐振器，以及由四分之一波长的均匀阻抗线和馈线连接矩形短微带线构成的新型谐振器；由于谐振器结构是对称的，所以可用奇偶模理论进行分析；其馈线的输入输出端口在同一水平线上。本发明在两个通带之间的阻带有传输零点的插入，而且可以灵活地调整其传输特性曲线中的零点位置，增强了阻带特性，同时还在两个中心频率之外也分别插入了一个传输零点，使其带外抑制特性增强。本发明结构简单，而且有很好的频率选择性，实现了小型化的要求。
文档编号H01P1/212GK102255125SQ20111010773
公开日2011年11月23日 申请日期2011年4月28日 优先权日2010年9月21日
发明者李国辉, 胡金萍, 钱斐斐, 顾卿灵, 马德臣 申请人:上海大学