一种超宽带陷波滤波器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开一种超宽带陷波滤波器，其特征在于包括以下装置：第一输入/输出端口（1）、第二输入/输出端口（2）和基板（12），所述第一输入/输出端口（1）和第二输入/输出端口（2）位于一个水平线上并处于基板（12）的两侧；该基板（12）具有第一介质板（12-1），第二介质板（12-2）和底板（12-3），该底板的外表面具有金属镀层，所述第一介质板（12-1）和第二介质板（12-2）的介电常数不同。该超宽带滤波器具有结构简单、小型化、带内选择性好、三陷波特性且均能够独立可调等优势，便于产品调试及批量生产。
【专利说明】一种超宽带陷波滤波器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种超宽带陷波滤波器，属微波传输器件【技术领域】。
【背景技术】
[0002]超宽带(Ultra-wideband, UffB)技术是近年来以其成本低、功耗小、数据传输速率高、安全性好等优点而成为国际上新兴的一种无线通信技术。自2002年美国联邦通信委员会(Federal Communications Commission, FCC)将 3.1GHz ?10.6GHz 的频段批准用于商业通信以来，超宽带通信技术受到了越来越多的重视。滤波器是超宽带系统中的一个关键元件，如何设计出结构紧凑，性能良好的超宽带带通滤波器己经成为研究者们追逐的目标。但是，在整个超宽带频段范围内，由于已经存在其它各种窄带无线通信信号，例如6.8 GHz射频识别信号等。而这些无线通信信号会严重干扰超宽带系统，为了抑制不同系统之间的相互干扰，保证超宽带系统正常工作，迫切需求具有陷波特性的高性能小型化超宽带滤波器。
[0003]现有文献报道了具有陷波特性的超宽带滤波器结构:
[0004]文献 I (Shaman, H., and J.S.Hong, Asymmetric Parallel-Coupled Linesfor Notch Implementation in UffB Filters, IEEE Microwave and Wireless ComponentsLetters, 2007，17: 516-3518)中利用在平行耦合线上加载开路支节来设计带陷波超宽带滤波器，然而陷波频带的中心频率不易调节；
[0005]文献2(Hao, Z.C.，and J.S.Hong, Compact UffB Filter With Double Notch-BandsUsing Multilayer LCP Technology, IEEE Microwave and Wireless Components Letters,2009，19:500-502)中利用多层结构之间的宽边耦合来设计带陷波超宽带滤波器，但多层结构不易应用于微波电路及制作成本昂贵，不易于量产；
[0006]文献3 (Wei, F., ff.T.Li, X.ff.Shi, and Q.L.Chen., Compact UffB BandpassFilter with Triple-notched Bands Using Stepped Impedance Resonator, IEEE Microwaveand Wireless Components Letters, 2012, 22: 512-514)中通过f禹合阶梯阻抗谐振器到超宽带滤波器，获得所期望的带陷波超宽带滤波器，但额外增加了电路的尺寸。
[0007]综上所述，(I)文献I中设计的具有陷波特性的超宽带滤波器，结构简单，但陷波频带的中心频率不易调节；(2)文献2中设计的带陷波超宽带滤波器是基于多层电路结构，但是由于制作成本昂贵及技术不完善，不利于量产；(3)文献3中设计的单层结构的带陷波超宽带滤波器，易于加工及集成，但是陷波频带的带宽不易调节，且通带的选择性及阻带特性不理想。
【发明内容】
[0008]本实用新型专利的目的在于提供一种超宽带陷波滤波器，具有结构简单、小型化、带内选择性好、三陷波特性且均能够独立可调等优势，便于产品调试及批量生产。
[0009]为了达到上述目的，实现本实用新型的技术解决方案为:一种超宽带陷波滤波器，其特征在包括以下装置:第一输入/输出端口(I)、第二输入/输出端口(2)和基板(12)，所述第一输入/输出端口( I)和第二输入/输出端口(2)位于一个水平线上并处于基板(12)的两侧；该基板(12)具有第一介质板(12-1)，第二介质板(12-2)和底板(12-3)，该底板的外表面具有金属镀层，所述第一介质板(12-1)和第二介质板(12-2)的介电常数不同；
[0010]所述基板(12)的第一介质板(12-1)上具有第一均匀传输单元(3)、第二均匀传输单元(4)、第一平行耦合馈线(5)、第二平行耦合馈线(6)、E型谐振结构(7)、U型槽谐振器
[10]和中心枝节(11)；
[0011]所述第一均匀传输单元(3)和第二均匀传输单元(4) 一端分别与第一输入/输出端口(I)和第二输入/输出端口(2)相连,所述第一均勻传输单兀(3)和第二均勻传输单兀
(4)的另一端分别与第一平行耦合馈线(5)和第二平行耦合馈线(6)的非开口端相连，所述E型谐振结构(7)通过中间结构(7-2)与中心枝节(11)相连，所述第一平行耦合馈线(5)和第二平行耦合馈线(6)的开口端通过中心枝节(11)相耦合，所述U型槽谐振器(10)镶嵌在E型谐振结构(7 )上，所述中间结构(7-2 )还具有一接地通孔(7-1)。
[0012]所述金属镀层的材质选自金，银或者铜。
[0013]所述E型谐振结构(7)的两端具有第一开路谐振枝节(8)和第二开路谐振枝节(9)
[0014]所述U型槽谐振器(10)所获得的陷波频带范围可覆盖频率为3.1-10.6GHz。
[0015]所述第一介质板(12-1)的介电常数为3.51，厚度为0.25mm，第二介质板(12_2)的介电常数为3.12,厚度为0.19mm。
[0016]所述第一平行耦合馈线(5)和第二平行耦合馈线(6)的开口端相向设置。
[0017]所述第一平行耦合馈线(5)和第二平行耦合馈线(6)位于同一水平线上。
[0018]所述第一均匀传输单元(3)和第二均匀传输单元(4)均为55 Ω传输线。
[0019]本专利与现有技术相比，其显著优点:1)利用E型谐振结构获得覆盖超宽带通信频段3.1-10.6GHz的超宽带滤波器，实现该滤波器具有良好带内选择性能和带外抑制效果；2)三陷波的中心频率可以通过改变的U型槽谐振器的物理长度进行调整；3)三陷波的带宽可以通过改变U型槽谐振器的物理宽度进行调整；4)采用不同厚度和介电常数的第一介质板和第二介质板组成介质板；5)超宽带滤波器的结构简单实现了小型化，加工容易，生产成本低及便于调试。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是本专利的正面结构示意图。
[0021]图2是本专利的侧面视图。
[0022]图3是本专利的频率响应的仿真曲线。
【具体实施方式】
[0023]下面结合实施实例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
[0024]如图1和2所示，一种超宽带陷波滤波器，其特征在包括以下装置:第一输入/输出端口(I)、第二输入/输出端口(2)和基板(12),所述第一输入/输出端口(I)和第二输入/输出端口(2)位于一个水平线上并处于基板(12)的两侧；该基板(12)具有第一介质板(12-1),第二介质板(12-2)和底板(12-3),该底板的外表面具有金属镀层,所述第一介质板(12-1)和第二介质板(12-2)的介电常数不同；
[0025]所述基板(12)的第一介质板(12-1)上具有第一均匀传输单元(3)、第二均匀传输单元(4)、第一平行耦合馈线(5)、第二平行耦合馈线(6)、E型谐振结构(7)、U型槽谐振器
(10)和中心枝节(11)；
[0026]所述第一均匀传输单元(3)和第二均匀传输单元(4) 一端分别与第一输入/输出端口(I)和第二输入/输出端口(2)相连,所述第一均勻传输单兀(3)和第二均勻传输单兀
(4)的另一端分别与第一平行耦合馈线(5)和第二平行耦合馈线(6)的非开口端相连，所述E型谐振结构(7)通过中间结构(7-2)与中心枝节(11)相连，所述第一平行耦合馈线(5)和第二平行耦合馈线(6)的开口端通过中心枝节(11)相耦合，所述U型槽谐振器(10)镶嵌在E型谐振结构(7)上，所述中间结构(7-2)还具有一接地通孔(7-1)。(U型槽谐振器(10)为图1中E型谐振结构(7)上的白线部分)；
[0027]所述金属镀层的材质选自金，银或者铜。
[0028]所述E型谐振结构(7)的两端具有第一开路谐振枝节(8)和第二开路谐振枝节(9)
[0029]所述U型槽谐振器(10)所获得的陷波频带范围可覆盖频率为3.1-10.6GHz。
[0030]所述第一介质板(12-1)的介电常数为3.51，厚度为0.25mm，第二介质板(12_2)的介电常数为3.12,厚度为0.19mm。
[0031]所述第一平行耦合馈线(5)和第二平行耦合馈线(6)的开口端相向设置。
[0032]所述第一平行耦合馈线(5)和第二平行耦合馈线(6)位于同一水平线上。
[0033]所述第一均勻传输单兀(3)和第二均勻传输单兀(4),均为55 Ω传输线。
[0034]所述的第一平行耦合馈线5和第二平行耦合馈线6分别呈“[”和“]”形并以开口端相向排列。
[0035]枝节加载的E型谐振结构(7)由双模谐振器折叠而成；
[0036]通过调节U型槽谐振器(10)长度实现对陷波频带中心频率的调节，通过改变U型槽谐振器(10)的的宽度实现对陷波频带带宽的调节。
[0037]如图3所示，实施例的频率特性包括:S21 (插入损耗)参数和Sll (回波损耗)参数。横坐标代表频率分量，单位为GHz，左面纵坐标代表幅度变量，单位为dB。从图3可以看出，在中心频率6.8 GHz处具有陷波特性，陷波幅度均大于25dB，在频率2.0GHzU0.9GHz处有两个传输零点实现该滤波器具有良好的选择性，且超宽带滤波器的带外抑制特性很好，-1OdB的抑制可以达到16GHz。
[0038]应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
【权利要求】
1.一种超宽带陷波滤波器，其特征在于包括以下装置:第一输入/输出端口(I)、第二输入/输出端口(2)和基板(12),所述第一输入/输出端口(I)和第二输入/输出端口(2)位于一个水平线上并处于基板(12 )的两侧；该基板(12 )具有第一介质板(12-1 )，第二介质板(12-2)和底板(12-3),该底板的外表面具有金属镀层,所述第一介质板(12-1)和第二介质板(12-2)的介电常数不同； 所述基板(12)的第一介质板(12-1)上具有第一均匀传输单元(3)、第二均匀传输单元(4)、第一平行耦合馈线(5)、第二平行耦合馈线(6)、E型谐振结构(7)、U型槽谐振器(10)和中心枝节(11)； 所述第一均匀传输单元(3)和第二均匀传输单元(4) 一端分别与第一输入/输出端口(I)和第二输入\输出端口(2)相连，所述第一均匀传输单元(3)和第二均匀传输单元(4)的另一端分别与第一平行耦合馈线(5)和第二平行耦合馈线(6)的非开口端相连，所述E型谐振结构(7)通过中间结构(7-2)与中心枝节(11)相连，所述第一平行耦合馈线(5)和第二平行耦合馈线(6)的开口端通过中心枝节(11)相耦合，所述U型槽谐振器(10)镶嵌在E型谐振结构(7 )上，所述中间结构(7-2 )还具有一接地通孔(7-1); 所述金属镀层的材质选自金，银或者铜； 所述E型谐振结构(7)的两端具有第一开路谐振枝节(8)和第二开路谐振枝节(9)。
2.如权利要求1所述的一种超宽带陷波滤波器，其特征在于所述U型槽谐振器(10)所获得的陷波频带范围可覆盖频率为3.1-10.6GHz。
3.如权利要求1所述的一种超宽带陷波滤波器，其特征在于所述第一介质板(12-1)的介电常数为3.51，厚度为0.25mm，第二介质板(12-2)的介电常数为3.12，厚度为0.19mm。
4.如权利要求1所述的一种超宽带陷波滤波器，其特征在于所述第一平行耦合馈线(5)和第二平行耦合馈线(6)的开口端相向设置。
5.如权利要求1所述的一种超宽带陷波滤波器，其特征在于所述第一平行耦合馈线(5)和第二平行耦合馈线(6)位于同一水平线上。
6.如权利要求1所述的一种超宽带陷波滤波器，其特征在于所述第一均匀传输单元(3)和第二均勻传输单兀(4),均为55 Ω传输线。
【文档编号】H01P1/203GK203800147SQ201420091275
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年3月3日 优先权日:2014年3月3日
【发明者】彭华厦, 何静, 杜民献, 廖镇勋, 刘伟雄, 周维龙 申请人:湖南工业大学