基于新型双模谐振环结构的带通滤波器的制作方法

本实用新型涉及滤波器领域，特别涉及带通滤波器，主要用于微波通信。

背景技术：

微波滤波器起着选择信号的重要作用，它是现代无线通信系统的重要元器件之一。随着无线通信技术的迅猛发展，对微波滤波器也提出了更高的要求，高性能、小型化、低成本已成为微波滤波器未来的发展趋势。双模谐振器在微波滤波器的设计中具有较为广泛的应用，每个双模谐振器都可以看成是一个双频调谐电路，对于n阶的滤波器而言，若采用双模谐振器来实现，谐振器的数量将比单模减少一半，可有效地减小电路的尺寸。1972年，Wolff(Microstrip bandpass filter using degenerate modes of a microstrip ring resonator[J].Electronics Letters，1972，8(12)：302-303.4)提出了最早的平面双模谐振器。1995年，Hong等(Bandpass characteristics of new dual-mode microstrip square loop resonators[J].Electronics Letters，1995，31(11)：891-892；Microstrip bandpass filter using degenerate modes of a novel meander loop resonator[J].IEEE Microwave and Guided Wave Letters，1995，5(11)：371-372)提出了基于方形环谐振器的双模带通滤波器，又提出了基于蜿蜒环谐振器的双模带通滤波器。1999年，Zhu等(New planar dual-mode filter using cross-slotted patch resonator for simultaneous size and loss reduction[J].IEEE Transactions Microwave Theory and Techniques，1999，47(5)：650-654)提出了基于开槽贴片的双模带通滤波器。其后，科研人员推出了微扰的双模谐振器及中间支节加载的开路环双模谐振器。但上述滤波器在小型化方面还存在一定的问题，如何更加有效地减小滤波器的尺寸已成为微波滤波器研究的重点和难点之一。针对上述问题，提出了一种基于新型双模谐振环结构的带通滤波器，可有效减小滤波器的尺寸。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种平面化、结构简单、成本低、适用于无线通信系统的基于新型双模谐振环结构的带通滤波器。

本实用新型的技术方案如下：

基于新型双模谐振环结构的带通滤波器，其特征在于：包括介质基板，覆于介质基板的上表面由导电介质构成的闭口谐振环单元、微带馈电单元和金属条带，覆于介质基板的下表面由导电介质构成的金属接地单元，缝隙单元位于闭口谐振环单元和微带馈电单元及金属条带之间。

优选的，在上述基于新型双模谐振环结构的带通滤波器中，所述的闭口谐振环单元包括依次首尾相连的第一至第八金属条带，其中，第一、第三、第五和第七金属条带相互平行，第二、第四、第六和第八金属条带相互平行并均与第一、第三、第五和第七金属条带垂直，第一与第三金属条带的长度相等、第五与第七金属条带的长度相等、第四与第八金属条带的长度相等，第四、第六和第八金属条带的长度之和与第二金属条带的长度相等，第一与第三金属条带的长度大于第五与第七金属条带的长度；闭口谐振环单元关于介质基板长度方向的中心线对称。

优选的，在上述基于新型双模谐振环结构的带通滤波器中，所述的微带馈电单元的宽度为1～1.8mm，缝隙单元的宽度为0.1mm。

优选的，在上述基于新型双模谐振环结构的带通滤波器中，所述的金属接地单元的长度和宽度分别与介质基板的长度和宽度相等。

本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1.本实用新型采用新型双模谐振环结构，与传统谐振环相比，该新型双模谐振环可以在一个谐振腔中产生两种模式，若采用双模谐振器来实现相同阶数的滤波器，谐振器的数量将比单模减少一半，可有效地减小电路的尺寸。

2.本实用新型采用单个双模谐振环结构设计出的带通滤波器，可以在通带的左侧(即通频带的低频段)产生一个传输零点，提高了带通滤波器的带外抑制，频率选择性更优秀。

附图说明

图1是本实用新型基于新型双模谐振环结构的带通滤波器的俯视结构示意图。

图2是本实用新型基于新型双模谐振环结构的带通滤波器的侧视结构示意图。

图3是本实用新型基于新型双模谐振环结构的带通滤波器的谐振环结构图。

其中，1为介质基板，2为闭口谐振环单元，3为微带馈电单元，4为金属条带，5为金属接地单元，6为缝隙单元。

图4是本实用新型基于新型双模谐振环结构的带通滤波器的仿真S曲线图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型技术方案的一个实施例作进一步的描述：

图1～3中给出的是本实用新型的实施例：基于新型双模谐振环结构的带通滤波器，其特征在于：包括介质基板(1)，覆于介质基板(1)的上表面由导电介质构成的闭口谐振环单元(2)、微带馈电单元(3)和金属条带(4)，覆于介质基板(1)的下表面由导电介质构成的金属接地单元(5)，缝隙单元(6)位于闭口谐振环单元(2)和微带馈电单元(3)及金属条带(4)之间。

进一步地，所述的闭口谐振环单元(2)包括依次首尾相连的第一至第八金属条带，其中，第一至第四金属条带的宽度相等且与第八金属条带的宽度相等，第五和第七金属条带的宽度相等，第一、第三、第五和第七金属条带相互平行，第二、第四、第六和第八金属条带相互平行并均与第一、第三、第五和第七金属条带垂直，第一与第三金属条带的长度相等、第五与第七金属条带的长度相等、第四与第八金属条带的长度相等，第四、第六和第八金属条带的长度之和与第二金属条带的长度相等，第一与第三金属条带的长度大于第五与第七金属条带的长度；闭口谐振环单元(2)关于介质基板(1)长度方向的中心线对称。

进一步地，所述的微带馈电单元(3)的宽度为1～1.8mm，缝隙单元(6)的宽度为0.1mm。

进一步地，所述的金属接地单元(5)的长度和宽度分别与介质基板(1)的长度和宽度相等。

本实用新型的实施例基于新型双模谐振环结构的带通滤波器采用的介质基板是介电常数为2.65的聚四氟乙烯介质基板，介质基板的厚度为0.508mm、长度为6.2mm、宽度为4.5mm；第一至第四金属条带的宽度与第八金属条带的宽度相等且都为0.25mm，第五和第七金属条带的宽度相等且为0.3mm，第六金属条带的宽度为0.4mm，第一与第三金属条带的长度相等且为3.45mm，第五与第七金属条带的长度相等且为1.85mm，第四与第八金属条带的长度相等且为1.125mm，第六金属条带的长度为1.2mm；缝隙单元的宽度为0.1mm；微带馈电单元的宽带为1.32mm。

对照附图4，图4给出了基于新型双模谐振环结构的带通滤波器的仿真S曲线，其中，横坐标表示频率，纵坐标表示S参数；根据图4可见，本实施例的带通滤波器性能良好，中心工作频率为14.56GHz，插损为-3dB的通带为14.34～14.78GHz，通带内有两个传输极点，当频率在14.34～14.67GHz之间时，回波损耗小于-13dB，带通滤波器在频率为14.025GHz处产生一个传输零点，阻带抑制在-20dB以下。

以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型的保护范围之内。