基于十字型谐振器的可重构陷波频段超宽带带通滤波器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于微波毫米波技术领域，特别是一种基于十字型谐振器的可重构陷波频 段超宽带带通滤波器。
【背景技术】
[0002] 多模谐振器以其多传输极点的特性正逐渐在宽带滤波器、功分器和天线等微波器 件的设计中受到越来越多的关注，特别是当利用多模谐振器设计的各类具有超宽的通带、 良好的带外抑制和频率选择性的超宽带带通滤波器被报道出来之后，引起了一股关于多模 谐振器研究的热潮。然而，尽管这些滤波器的通带和阻带特性都已经很好的满足了当前宽 带系统对它们的严格要求，但随着越来越多工作频率处于3. lGHz-10. 6GHz之间的通信系 统的信号被发现将对超宽带通信造成干扰，人们对于超宽带滤波器的要求也逐渐提高，不 仅需要很好的宽带特性、谐波抑制特性和频率选择性，同时也要求系统中的滤波器能够在 需要的频率生成一个抑制较好的陷波频带，以尽可能的消除例如航空无线电导航服务系统 (Aeronautical Radio Navigation Service, ARNS)、无线局域网（Wireless Local-Area Network, WLAN)和国际电信联盟（International Telecommunication Union, ITU)的无线 通信信号干扰。国内外很多学者对此进行了研究，发现陷波频带设计方法主要可以归类为 三种：加载开路短截线法、不对称输入/输出耦合法和加载具有可控传输零点的其它谐振 器法。关于可重构陷波通带超宽带滤波器的设计方法还很少被提及和讨论。尚未发现基于 十字型谐振器的可重构陷波频段超宽带带通滤波器的相关研究和报导。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种体积小、重量轻、可靠性高、易于加工、成本低的一种 基于十字型谐振器的可重构陷波频段超宽带带通滤波器。
[0004]实现本发明目的的技术方案是：一种基于十字型谐振器的可重构陷波频段超宽带 带通滤波器，包括十字型谐振器，该十字型谐振器的四条微带线沿顺时针方向分别为第一 微带线，第二微带线，第三微带线，第四微带线，第一微带线位于最上方，其中第二微带线与 第四微带线关于y轴对称，第一微带线的末端与第一电容相连，第一电容另一端与第一金 属化通孔相连，第二微带线的末端与第二电容相连，第二电容另一端与第二金属化通孔相 连，第四微带线的末端与第三电容相连，第三电容另一端与第三金属化通孔相连，第六微带 线和第七微带线同时与第三微带线耦合，第六微带线一端与第五微带线相连，第五微带线 另一端与第一输入端相连，第七微带线一端与第八微带线相连，第八微带线另一端与第一 输出端相连。
[0005] 本发明与现有技术相比，其显著优点是：（1)本发明陷波频段的可重构；（2)有多 个极点和零点；（3)相对带宽宽；（4)带外抑制高；（5)采用微带结构，电路结构简单，体积 小，重量轻，易于加工，工艺简单成熟；（6)利用微带加工工艺的大批量生产的一致性，获得 高成品率和低成本。
[0006] 下面结合具体实施例对本发明做较为详细的描述。
【附图说明】
[0007] 图1是本发明基于十字型谐振器的可重构陷波频段超宽带带通滤波器的电容终 端十字型谐振器等效电路图。
[0008] 图2是本发明基于十字型谐振器的可重构陷波频段超宽带带通滤波器的零点和 极点随电容值变化的曲线。
[0009] 图3是本发明基于十字型谐振器的可重构陷波频段超宽带带通滤波器的结构图。
[0010] 图4是本发明基于十字型谐振器的可重构陷波频段超宽带带通滤波器的相对带 宽随谐振器阻抗z 4的变化曲线。
[0011] 图5是本发明基于十字型谐振器的可重构陷波频段超宽带带通滤波器的可调陷 波频段随1。4的变化范围。
[0012] 图6是本发明基于十字型谐振器的可重构陷波频段超宽带带通滤波器的陷波频 段中心频率随终端电容的变化。
[0013] 图7是本发明基于十字型谐振器的可重构陷波频段超宽带带通滤波器的陷波频 段随终端电容的变化。（1。 3=2. 5mm)
[0014] 图8是本发明基于十字型谐振器的可重构陷波频段超宽带带通滤波器的陷波频 段随终端电容的变化。（1。 3=4_)
[0015] 图9是本发明基于十字型谐振器的可重构陷波频段超宽带带通滤波器的仿真与 实测S参数图。
【具体实施方式】
[0016] 本发明公开了一种基于十字型谐振器的可重构陷波频段超宽带带通滤波器，包括 十字型谐振器，该十字型谐振器的四条微带线沿顺时针方向分别为第一微带线1、第二微带 线2、第三微带线3、第四微带线4,第一微带线1位于最上方，其中第二微带线2与第四微 带线4关于y轴对称，第一微带线1的末端与第一电容C u相连，第一电容Cu另一端与第一 金属化通孔％相连，第二微带线2的末端与第二电容Q相连，第二电容Q另一端与第二 金属化通孔V 2相连，第四微带线4的末端与第三电容Cu相连，第三电容Cu另一端与第三 金属化通孔V 3相连，第六微带线6和第七微带线7同时与第三微带线3耦合，第六微带线6 一端与第五微带线5相连，第五微带线5另一端与第一输入端Portl相连，第七微带线7 - 端与第八微带线8相连，第八微带线8另一端与第一输出端Port2相连；第五微带线5和第 八微带线8在同一条直线上。
[0017] 第一金属化通孔Vi、第二金属化通孔v2、第三金属化通孔v3都是与接地相连。
[0018] 所述微带线尺寸、金属化通孔大小以及耦合间距的大小是可调节的。
[0019] 第一微带线1、第二微带线2和第四微带线4的宽度均大于第三微带线3的宽度。
[0020] 第五微带线5和第八微带线8所在的直线与第二微带线2平行。
[0021] 第五微带线5和第八微带线8的阻抗相等，均为50 Q或75 Q。
[0022] 该滤波器包括两个传输零点，分别满足以下公式：
【主权项】
1. 一种基于十字型谐振器的可重构陷波频段超宽带带通滤波器，其特征在于，包括十 字型谐振器，该十字型谐振器的四条微带线沿顺时针方向分别为第一微带线[1]、第二微带 线[2]、第三微带线[3]、第四微带线[4]，第一微带线[1]位于最上方，其中第二微带线[2] 与第四微带线[4]关于y轴对称，第一微带线[1]的末端与第一电容[C u]相连，第一电容 [Cu]另一端与第一金属化通孔[V1]相连，第二微带线[2]的末端与第二电容[CJ相连，第 二电容[Q]另一端与第二金属化通孔[V 2]相连，第四微带线[4]的末端与第三电容[CJ 相连，第三电容[CJ另一端与第三金属化通孔[V3]相连，第六微带线[6]和第七微带线 [7]同时与第三微带线[3]耦合，第六微带线[6] -端与第五微带线[5]相连，第五微带线 [5]另一端与第一输入端[Portl]相连，第七微带线[7] -端与第八微带线[8]相连，第八 微带线[8]另一端与第一输出端[Port2]相连；第五微带线[5]和第八微带线[8]在同一 条直线上。
2. 根据权利要求1所述的基于十字型谐振器的可重构陷波频段超宽带带通滤波器，其 特征在于：第一金属化通孔[V1]、第二金属化通孔[V 2]、第三金属化通孔[V3]都是与接地相 连。
3. 根据权利要求1所述的基于十字型谐振器的可重构陷波频段超宽带带通滤波器，其 特征在于：所述微带线尺寸、金属化通孔大小以及耦合间距的大小是可调节的。
4. 根据权利要求1所述的基于十字型谐振器的可重构陷波频段超宽带带通滤波器，其 特征在于：第一微带线[1]、第二微带线[2]和第四微带线[4]的宽度均大于第三微带线 [3]的宽度。
5. 根据权利要求1所述的基于十字型谐振器的可重构陷波频段超宽带带通滤波器，其 特征在于：第五微带线[5]和第八微带线[8]所在的直线与第二微带线[2]平行。
6. 根据权利要求1所述的基于十字型谐振器的可重构陷波频段超宽带带通滤波器，其 特征在于：第五微带线[5]和第八微带线[8]的阻抗相等，均为50 Ω或75 Ω。
7. 根据权利要求1所述的基于十字型谐振器的可重构陷波频段超宽带带通滤波器，其 特征在于：该滤波器包括两个传输零点，分别满足以下公式：
式中，fDzl为第一传输零点，fDz2为第二传输零点，Z1是第三微带线[3]的特性阻抗，Z 2 是第四微带线[4]的特性阻抗，&为该滤波器的中心频率，ω为角频率，Q为终端电容的容 量，Q=Cu=Q 2, Cu为第一电容[Cu]的容量，(^为第二电容[CJ的容量。
【专利摘要】本发明公开了一种基于十字型谐振器的可重构陷波频段超宽带带通滤波器，包括一个十字型谐振器、谐振器的三个短截线接电容到地、平行耦合馈线结构。本发明均采用分布参数的微带线设计。本发明具有重量轻、体积小、可靠性高、性能优异、温度稳定性好、大批量生产成本低等优点，特别适用于不同工作环境的超宽带通信系统、数字雷达、单兵卫星移动、军用与民用多模和多路通信系统终端等，以及对重量、性能、可靠性有苛刻要求的相应系统。
【IPC分类】H01P7-08, H01P1-203
【公开号】CN104659449
【申请号】CN201310597930
【发明人】康炜, 沈义进, 王辉, 吴文
【申请人】南京理工大学
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2013年11月22日