技术领域本发明涉及通信设备技术领域，具体涉及一种共面波导宽阻带滤波器。
背景技术：
共面波导(CPW)结构在1969年由C.P.Wen提出来以后，用共面波导结构来实现微波滤波器也应运而生。共面波导是一种导体带与地平面同处于同一个平面上的结构，如图2所示，该结构包括有介质基片，敷设在介质基片上表面中间位置处的共面波导信号线，在共面波导信号线两侧敷设了共面波导地共面波导地。该结构便于并联外接元件，易于构成混合集成电路，由于其具有与有源器件、无源器件连接十分方便等诸多优点，以及微波和毫米波集成电路特别是单片集成电路技术的飞速发展，近些年来，共面波导结构受到了越来越多学者的关注，利用该结构设计微波滤波器也变得更加广泛。随着微波技术的发展，微波滤波器的设计已经比较成熟，如今人们在满足滤波器的通带性能要求时，已经更加注重宽阻带的实现。目前，共面波导宽阻带滤波器通常采用如下两种结构之一：一、采用阶跃阻抗谐振器(SIR)以及SIR的变形结构，如图3所示，该结构包括有图1所示的λg/4型的SIR单元结构和图2所示的共面波导结构，SIR结构一端与共面波导地相连接形成短路，另一端开路；二、缺陷地结构(DGS)，如图4所示，该结构包括有图2的共面波导结构，在共面波导地上形成了两个对称的开口比较小的矩形缺陷地；由于目前很多设计者都只是单一的利用DGS结构或SIR结构进行级联，级联个数为4、5个左右，一般级联次数越多，带来的插损会越大，故虽然获得了不错的宽阻带性能，但同时也带来了带通部分插损的增大以及器件体积的增大的缺点。
技术实现要素：
本发明实施例的目的在于提供一种共面波导宽阻带滤波器，解决了现有技术中存在的带通部分插损大、滤波器体积大的问题。为达到上述目的，本发明实施例公开了：一种共面波导宽阻带滤波器，包括共面波导λg/4型的SIR短路支节单元结构，及嵌套在共面波导λg/4型的SIR短路支节单元结构中的至少一层共面波导的缺陷结构，所述的共面波导λg/4型的SIR短路支节单元结构，包括共面波导结构及嵌套在共面波导结构中的λg/4型的SIR单元结构，所述的共面波导结构，包括介质基片，在介质基片上表面中间位置处敷设有共面波导信号线，在共面波导信号线两侧敷设有共面波导地，所述的共面波导信号线和共面波导地之间留有间隙，所述的λg/4型的SIR单元结构，包括相连接的一根较粗的传输线和一根较细的传输线，所述的共面波导结构和λg/4型的SIR单元结构在嵌套成共面波导λg/4型的SIR短路支节单元结构时，所述的较细的传输线一端与所述的共面波导地连接形成短路，所述的较粗的传输线一端与共面波导地、共面波导信号线都不连接，形成开路，所述的共面波导的缺陷结构，包括所述的共面波导结构，在所述的共面波导地上分别开有矩形的缺陷地，缺陷地朝向共面波导信号线一侧，通过一开口与共面波导信号线和共面波导地之间的间隙相连通，所述的共面波导λg/4型的SIR短路支节单元结构和共面波导的缺陷结构在嵌套成共面波导宽阻带滤波器时，所述的共面波导的缺陷结构的缺陷地部分嵌套在共面波导λg/4型的SIR短路支节单元结构中较粗的传输线中。优选的，所述的共面波导λg/4型的SIR短路支节单元结构中嵌套有一层共面波导的缺陷结构，所述的共面波导的缺陷结构的缺陷地部分嵌套在共面波导λg/4型的SIR短路支节单元结构中较粗的传输线中，共面波导的缺陷结构的缺陷地部分的开口朝向所述的共面波导信号线一侧。优选的，所述的共面波导的缺陷结构的缺陷地部分为一矩形环。优选的，所述的共面波导λg/4型的SIR短路支节单元结构中嵌套有两层共面波导的缺陷结构，所述的第一层共面波导的缺陷结构的缺陷地部分嵌套在共面波导λg/4型的SIR短路支节单元结构中较粗的传输线中，第一层共面波导的缺陷结构的缺陷地部分的开口朝向所述的共面波导λg/4型的SIR短路支节单元结构中共面波导信号线一侧，第一层共面波导的缺陷结构的缺陷地部分为一矩形环，矩形环内的共面波导地不完全镂空，所述的第二层共面波导的缺陷结构的缺陷地部分嵌套在第一层共面波导的缺陷结构的缺陷地部分内的共面波导地中，第二层共面波导的缺陷结构的缺陷地部分的开口朝向所述的共面波导λg/4型的SIR短路支节单元结构中共面波导信号线一侧。优选的，所述的共面波导λg/4型的SIR短路支节单元结构中嵌套有两层共面波导的缺陷结构，所述的第一层共面波导的缺陷结构的缺陷地部分嵌套在共面波导λg/4型的SIR短路支节单元结构中较粗的传输线中，第一层共面波导的缺陷结构的缺陷地部分的开口朝向所述的共面波导λg/4型的SIR短路支节单元结构中共面波导信号线一侧，第一层共面波导的缺陷结构的缺陷地部分为一矩形环，矩形环内的共面波导地不完全镂空，所述的第二层共面波导的缺陷结构的缺陷地部分嵌套在第一层共面波导的缺陷结构的缺陷地部分内的共面波导地中，第二层共面波导的缺陷结构的缺陷地部分的开口朝向所述的共面波导λg/4型的SIR短路支节单元结构中和共面波导信号线相对平行的一侧。优选的，所述的共面波导λg/4型的SIR短路支节单元结构中嵌套有两层共面波导的缺陷结构，所述的第一层共面波导的缺陷结构的缺陷地部分嵌套在共面波导λg/4型的SIR短路支节单元结构中较粗的传输线中，第一层共面波导的缺陷结构的缺陷地部分的开口朝向所述的共面波导λg/4型的SIR短路支节单元结构中共面波导信号线一侧，第一层共面波导的缺陷结构的缺陷地部分为一矩形环，矩形环内的共面波导地不完全镂空，所述的第二层共面波导的缺陷结构的缺陷地部分嵌套在第一层共面波导的缺陷结构的缺陷地部分内的共面波导地中，第二层共面波导的缺陷结构的缺陷地部分的开口朝向所述的共面波导λg/4型的SIR短路支节单元结构中和共面波导信号线相垂直的一侧。优选的，所述的第二层共面波导的缺陷结构的缺陷地部分为一矩形环。由上述的技术方案可见，本发明实施例通过将共面波导λg/4型的SIR短路支节单元结构与共面波导的缺陷结构嵌套得到小型化的共面波导宽阻带滤波器，解决了当前设计宽阻带滤波器时，性能与体积之间存在的矛盾，由于本发明没有通过利用DGS或SIR结构进行简单的多级级联来获得多个谐振点，而是设计了一种嵌套结构来实现的，故其插损较小，而且体积较小，满足了滤波性能的同时也减小了体积。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是λg/4型的SIR单元结构的结构示意图；图2是共面波导结构示意图；图3是共面波导λg/4型的SIR短路支节单元结构示意图；图4是共面波导的缺陷结构第一种实施例的结构示意图；图5是共面波导的缺陷结构第二种实施例的结构示意图；图6是本发明共面波导宽阻带滤波器的第一种实施例的结构示意图；图7是本发明共面波导宽阻带滤波器的第二种实施例的结构示意图；图8是本发明共面波导宽阻带滤波器的第三种实施例的结构示意图；图9是本发明共面波导宽阻带滤波器的第四种实施例的结构示意图；图10是本发明共面波导宽阻带滤波器的第五种实施例的结构示意图；图11是本发明共面波导宽阻带滤波器的第六种实施例的结构示意图；图12是本发明共面波导宽阻带滤波器的第七种实施例的结构示意图；图13是本发明共面波导宽阻带滤波器的第八种实施例的结构示意图；图14是本发明共面波导宽阻带滤波器的第九种实施例的结构示意图；图15是本发明共面波导宽阻带滤波器的第十种实施例的结构示意图；图16是共面波导SIR结构的S21参数示意图；图17是共面波导缺陷地结构的S21参数示意图；图18是共面波导SIR与缺陷地嵌套结构的S21参数示意图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。图1是λg/4型的SIR单元结构，该结构包括相连接的一根较粗的传输线和一根较细的传输线，粗传输线和细传输线的特性阻抗不同，通过改变它们之间的阻抗比RZ可以调整谐振器长度和相应的杂散谐振频率，它是一种能够产生横向电磁场或准横向电磁场模式的双谐振点的谐振器。图2是共面波导结构，包括介质基片，在介质基片上表面中间位置处敷设有共面波导信号线，在共面波导信号线两侧敷设有共面波导地，共面波导信号线和共面波导地之间留有间隙。图3是共面波导λg/4型的SIR短路支节单元结构，该结构包括共面波导结构及嵌套在共面波导结构中的λg/4型的SIR单元结构，λg/4型的SIR单元结构中较细的传输线一端与共面波导结构的共面波导地连接形成短路，较粗的传输线一端与共面波导地和共面波导信号线都不连接，形成开路。图4是共面波导的缺陷地结构的第一种实施例，该结构同样包括有图2的共面波导结构，在共面波导地上分别开有矩形的缺陷地，缺陷地朝向共面波导信号线一侧，通过一开口与共面波导信号线和共面波导地之间的间隙相连通。图5是共面波导的缺陷地结构的第二种实施例，与图4不同的是，缺陷地部分为一矩形环，矩形环内的金属片共面波导地不完全镂空，作用是使得滤波器在更高频率有更大的等效电容和更小的等效电感，有助于在高频段增加滤波器的插损和减少滤波器的回损。图6是本发明共面波导宽阻带滤波器第一种实施例的结构，该结构是在图3的基础上将图4结构进行嵌套，共面波导λg/4型的SIR短路支节单元结构中嵌套有一层共面波导的缺陷结构，共面波导的缺陷结构的缺陷地部分嵌套在共面波导λg/4型的SIR短路支节单元结构中较粗的传输线中，共面波导的缺陷结构的缺陷地部分的开口朝向共面波导的缺陷结构共面波导λg/4型的SIR短路支节单元结构中共面波导信号线一侧。按照第一种实施例的结构，设置一层缺陷地，该种结构的滤波器的特点是，嵌套于SIR结构中的DGS结构产生的二次谐波距离一次谐波更远，因此二次谐波对滤波器阻带性能影响会更小。本发明第二种实施例的结构，如图7所示，也是在共面波导λg/4型的SIR短路支节单元结构中嵌套有一层共面波导的缺陷结构，其包含第一种实施例中的所有结构，此处不再赘述，除此之外，共面波导的缺陷结构的缺陷地部分为一矩形环，矩形环内的金属片共面波导地不完全镂空。按照第二种实施例的结构，设置一层缺陷地，缺陷地部分为一矩形环，矩形环内的金属片共面波导地不完全镂空，该种结构的滤波器在更高频率有更大的等效电容和更小的等效电感，有助于在高频段增加滤波器的插损和减少滤波器的回损。本发明第三种实施例的结构，如图8所示，共面波导λg/4型的SIR短路支节单元结构中嵌套有两层共面波导的缺陷结构，第一层共面波导的缺陷结构的缺陷地部分嵌套在共面波导λg/4型的SIR短路支节单元结构中较粗的传输线中，第一层共面波导的缺陷结构的缺陷地部分的开口朝向共面波导λg/4型的SIR短路支节单元结构中共面波导信号线一侧，第一层共面波导的缺陷结构的缺陷地部分为一矩形环，矩形环内的金属片共面波导地不完全镂空，第二层共面波导的缺陷结构的缺陷地部分嵌套在第一层共面波导的缺陷结构的缺陷地部分内的共面波导地中，第二层共面波导的缺陷结构的缺陷地部分的开口朝向共面波导λg/4型的SIR短路支节单元结构中共面波导信号线一侧。按照第三种实施例的结构，设置两层缺陷地，两层缺陷地开口相同，该种结构的滤波器的特点是，相较于设置一层缺陷地，产生的谐振点更多，那么对应的阻带带宽更宽。本发明第四种实施例的结构，如图9所示，也是在共面波导λg/4型的SIR短路支节单元结构中嵌套有两层共面波导的缺陷结构，其包含第三种实施例中的所有结构，此处不再赘述，除此之外，第二层共面波导的缺陷结构的共面波导的缺陷结构的缺陷地部分为一矩形环，矩形环内的金属片共面波导地不完全镂空。按照第四种实施例的结构，设置两层缺陷地，两层缺陷地开口相同，且第二层缺陷地为一矩形环，矩形环内的金属片共面波导地不完全镂空，该种结构的滤波器相较于第三种实施例，在更高频率有更大的等效电容和更小的等效电感，有助于在高频段增加滤波器的插损和减少滤波器的回损。本发明第五种实施例的结构，如图10所示，共面波导λg/4型的SIR短路支节单元结构中嵌套有两层共面波导的缺陷结构，第一层共面波导的缺陷结构的缺陷地部分嵌套在共面波导λg/4型的SIR短路支节单元结构中较粗的传输线中，第一层共面波导的缺陷结构的缺陷地部分的开口朝向共面波导λg/4型的SIR短路支节单元结构中共面波导信号线一侧，第一层共面波导的缺陷结构的缺陷地部分为一矩形环，矩形环内的金属片共面波导地不完全镂空，第二层共面波导的缺陷结构的缺陷地部分嵌套在第一层共面波导的缺陷结构的缺陷地部分内的金属片共面波导地中，第二层共面波导的缺陷结构的缺陷地部分的开口朝向共面波导λg/4型的SIR短路支节单元结构中和共面波导信号线相对平行的一侧。按照第五种实施例的结构，缺陷地内的金属片共面波导地又引入了一个小的缺陷，但开口与大的缺陷地的开口相反，相较于第三种实施例，两层缺陷地开口方向相同时，相当于并联关系，两层缺陷地开口方向不同时，相当于串联关系。并联的缺陷地可以引入更多的谐振点，使得滤波器有更大的阻带范围；串联的缺陷地具有更长的电长度，从而改变谐振频率点f4的值，使得f4具有更宽的可变化范围。本发明第六种实施例的结构，如图11所示，也是在共面波导λg/4型的SIR短路支节单元结构中嵌套有两层共面波导的缺陷结构，两层缺陷地开口相反，其包含第五种实施例中的所有结构，此处不再赘述，除此之外，第二层缺陷地部分为一矩形环，矩形环内的金属片共面波导地不完全镂空。相较于第五种实施例，第六种实施例结构的滤波器在更高频率有更大的等效电容和更小的等效电感，有助于在高频段增加滤波器的插损和减少滤波器的回损。本发明第七种、第八种实施例的结构，分别如图12、图13所示，共面波导λg/4型的SIR短路支节单元结构中嵌套有两层共面波导的缺陷结构，第一层共面波导的缺陷结构的缺陷地部分嵌套在共面波导λg/4型的SIR短路支节单元结构中较粗的传输线中，第一层共面波导的缺陷结构的缺陷地部分的开口朝向共面波导λg/4型的SIR短路支节单元结构中共面波导信号线一侧，第一层共面波导的缺陷结构的缺陷地部分为一矩形环，矩形环内的金属片共面波导地不完全镂空，第二层共面波导的缺陷结构的缺陷地部分嵌套在第一层共面波导的缺陷结构的缺陷地部分内的金属片共面波导地中，第二层共面波导的缺陷结构的缺陷地部分的开口朝向共面波导λg/4型的SIR短路支节单元结构中和共面波导信号线相垂直的一侧。按照第七种、第八种实施例的结构，滤波器性能参考第五种实施例滤波器的性能。本发明第九种、第十种实施例的结构，如图14、15所示，也是在共面波导λg/4型的SIR短路支节单元结构中嵌套有两层共面波导的缺陷结构，第二层共面波导的缺陷结构的缺陷地部分的开口朝向共面波导λg/4型的SIR短路支节单元结构中和共面波导信号线相垂直的一侧。其包含第七、八种实施例中的所有结构，此处不再赘述，除此之外，第二层共面波导的缺陷结构的缺陷地部分为一矩形环，矩形环内的金属片共面波导地不完全镂空。按照第九种、第十种实施例的结构，滤波器性能参考第六种实施例滤波器的性能。应该说明的是，共面波导λg/4型的SIR短路支节单元结构及共面波导的缺陷结构嵌套的层数总共最好不超过3层，因为层数太多会造成通带比较大的损耗。本领域技术人员可以理解的是，DGS-SIR结构在进行嵌套设计时，应该考虑共面波导SIR结构的谐振零点与共面波导DGS的谐振零点的频率关系，如图16、如图17和如图18所示，共面波导缺陷地的谐振零点f4应该处于共面波导SIR结构较高的谐振零点f2和下边截止频率f3之间，从而形成一个连续的多谐振零点的滤波器。共面波导SIR结构的较低的谐振零点f1主要受较细的传输线的宽度f的影响，宽度f的增加，较低的谐振零点f1会增大，而谐振零点f2保持基本不变；较高的谐振零点f2主要受粗的传输线的长度c的影响，长度c的增加，较高的谐振零点f2会减小，此时下边截止频率f3也随之减小，其减小的范围与f2的减小范围相同，相当于f2和f3两个频率点共同平移了Δf，而谐振零点f1保持基本不变。共面波导缺陷地的谐振零点f4主要受缺陷地的周长有关，周长增大，谐振零点f4会减小，因此在调整频率的过程中，可以先保持其中两个谐振零点不变，调整另一个谐振零点，最终使三个谐振零点的频率关系达到f3>f4>f2。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。