基于锥形渐变的共面波导超宽带低通滤波器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及基于锥形渐变的共面波导超宽带低通滤波器，属于微波技术领域。
【背景技术】
[0002]随着超宽带无线通信技术的迅猛发展和微波器件集成度的日益提高，大力研制微波单片集成电路(MMIC)成为微波领域的一个热点。
[0003]微波技术的应用已经遍及现代社会生活生产的方方面面，特别是在卫星通信、雷达通信、无线通信和移动通信领域所取得的成就举世瞩目，同时，其日益强大的生命力和广阔的发展空间也对自身的的发展研宄提出了更多要求和新挑战，再者，信息化社会的快速进步对与其密切相关的微波技术也提出了越来越多的要求。在微波领域，频谱资源是有限的，中低频段的开发利用已趋于饱和，频谱资源更宽裕的高频率频段成为人们努力开发和利用的方向，这就要求微波系统中器件要更加小型化、更加集成化和宽带化并且轻重量和价廉。为满足微波领域日益发展的需求，一方面，出现了各种各样的微波平面传输线，如鳍线、槽线、悬置微带、共面波导和共面带线等。另一方面，微波电路的新结构新技术如光子带隙结构(Photonic Band-Gap，PBG)、缺陷地结构、基片集成波导也如雨后春舆般地不断被提出和应用。共面波导因其辐射损耗小，短路不需要在介质板上过孔，相邻信号线之间串扰较小等诸多优点被广泛认知。
[0004]但是，现有的应用PBG结构实现陡峭深阻带的同时，滤波器的通带的插入损耗很大，不能满足人们的需求。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的，在于提供一种应用锥形渐变的PBG结构实现了一种基于共面波导的超宽带低通滤波器设计。
[0006]为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是:
[0007]基于锥形渐变的共面波导超宽带低通滤波器，包括介质基板、金属中心导带和接地板；所述介质基板其中一个表面的中间印敷有金属中心导带，该金属中心导带的两端分别延至介质基板一对对边的边沿，且金属中心导带垂直于前述介质基板的一对对边；在金属中心导带两侧印敷金属接地板，在接地板上分别对称刻蚀PBG结构形成PBG结构接地板，PBG结构接地板与金属中心导带之间存在间隙，且位于同一平面；所述PBG结构接地板为m行η列的接地板单元阵列，m为偶数、η为奇数，所述接地板单元包括两个垂直放置、中心重合的长方形金属片，且每个长方形金属片的长边比另一个长方形金属片的宽边长；相邻接地板单元之间通过长方形金属片的宽边连接，且接地板单元的个数在横向方向上以金属中心导带为中心向两侧逐渐减少。
[0008]进一步的，所述m为10。
[0009]进一步的，所述η为11。
[0010]进一步的，所述介质基板为矩形。
[0011]进一步的，所述介质基板为Rogers6010介质板。
[0012]采用上述方案后，本实用新型采用共面波导传输线，易于集成，是共面波导结合PBG结构的平面电路的有意义探索。且设计和调节在同一平面减少了加工难度，降低了加工成本。采用锥形渐变的PBG结构，实现可控的阻带，也为超宽带无线通信滤波器的开发提供了技术储备。
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型共面波导超宽带低通滤波器的三维结构图。
[0014]图2是本实用新型介质基板上印敷金属中心导带的三维结构图。
[0015]图3是本实用新型共面波导超宽带低通滤波器的俯视图。
[0016]图4是本实用新型接地板单元的平面图。
[0017]图5是本实用新型共面波导超宽带低通滤波器的仿真图。
【具体实施方式】
[0018]以下将结合附图，对本实用新型的技术方案进行详细说明。
[0019]如图1所示，基于锥形渐变的共面波导超宽带低通滤波器包括介质基板1、金属中心导带2和接地板3。
[0020]如图2所示，所述介质基板I为矩形，介质基板I其中一个表面的中间印敷有金属中心导带2，该金属中心导带2的两端分别延至介质基板I 一对对边的边沿，且金属中心导带2垂直于前述介质基板的一对对边。
[0021]如图3所示，在金属中心导带2两侧印敷金属接地板3，在接地板3上分别对称刻蚀PBG结构形成PBG结构接地板3，PBG结构接地板3与金属中心导带2之间存在间隙，且位于同一平面。
[0022]所述PBG结构接地板3为m行η列的接地板单元4阵列，m为偶数、η为奇数。结合图4所示，所述接地板单元4包括两个垂直放置、中心重合的长方形金属片，且每个长方形金属片的长边比另一个长方形金属片的宽边长。相邻接地板单元4之间通过长方形金属片的宽边连接，且接地板单元4的个数在横向方向上以金属中心导带2为中心向两侧逐渐减少。
[0023]在本实用新型最佳实施例中，所述介质基板I采用Rogers 6010介质板，其介电常数为10.2，厚度为0.635毫米。所述m为10、所述η为11。
[0024]本实用新型的共面波导超宽带低通滤波器具有良好的通带性能，如图5所示，纵坐标表示S参数，横坐标表示频率，其中Sll表示滤波的反射参数，S21表示滤波器的传输参数。本实用新型的共面波导超宽带低通滤波器仿真结果得到通带延伸到11.5GHz，-30dB阻带13.6GHz?17.9GHz的共面波导超宽带低通滤波器，基于锥形渐变的共面波导超宽带低通滤波器具有超宽带工作特性、结构紧凑、易于制作、体积轻巧等特点，在共面波导结合新结构的平面电路设计和应用中具有巨大的参考价值。
[0025]本实用新型中共面波导中心导带两侧的锥形PBG结构的单元结构尺寸可调且纵向和横向排列周期可调。且滤波器性能对金属中心导带2两侧的锥形PBG结构的行数比较不敏感，滤波器的电磁兼容性更强。
[0026]本实用新型的金属中心导带2距离两侧锥形PBG结构的距离服从两个原则:一是使特性阻抗接近50欧姆，以匹配实际应用，二是距离尺寸的选择符合加工工艺的要求。
[0027]本实用新型基于锥形渐变的共面波导超宽带低通滤波器是一个单层电路结构，电路结构中的介质基板只需在一面印敷金属层包括金属中心导带和紧邻金属中心导带两侧的锥形渐变PBG结构，而介质基板的另一面没有导体层覆盖不用处理。锥形渐变的PBG结构关于横轴和纵轴都是对称的，且组成锥形渐变的PBG结构的接地板单元的个数在横向是渐变的，通过调节组成锥形渐变PBG结构的接地板单元的尺寸和其排列周期可实现PBG结构在不同频段的禁带。
[0028]本实用新型采用共面波导传输线，易于集成，是共面波导结合PBG结构的平面电路的有意义探索。且设计和调节在同一平面减少了加工难度，降低了加工成本。采用锥形渐变的PBG结构，实现可控的阻带，也为超宽带无线通信滤波器的开发提供了技术储备。
[0029]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，均落入本实用新型保护范围之内。
【主权项】
1.基于锥形渐变的共面波导超宽带低通滤波器，其特征在于:包括介质基板、金属中心导带和接地板；所述介质基板其中一个表面的中间印敷有金属中心导带，该金属中心导带的两端分别延至介质基板一对对边的边沿，且金属中心导带垂直于前述介质基板的一对对边；在金属中心导带两侧印敷金属接地板，在接地板上分别对称刻蚀PBG结构形成PBG结构接地板，PBG结构接地板与金属中心导带之间存在间隙，且位于同一平面；所述PBG结构接地板为m行η列的接地板单元阵列，m为偶数、η为奇数，所述接地板单元包括两个垂直放置、中心重合的长方形金属片，且每个长方形金属片的长边比另一个长方形金属片的宽边长；相邻接地板单元之间通过长方形金属片的宽边连接，且接地板单元的个数在横向方向上以金属中心导带为中心向两侧逐渐减少。
2.如权利要求1所述的基于锥形渐变的共面波导超宽带低通滤波器，其特征在于:所述m为10。
3.如权利要求1所述的基于锥形渐变的共面波导超宽带低通滤波器，其特征在于:所述η为11。
4.如权利要求1所述的基于锥形渐变的共面波导超宽带低通滤波器，其特征在于:所述介质基板为矩形。
5.如权利要求1所述的基于锥形渐变的共面波导超宽带低通滤波器，其特征在于:所述介质基板为Rogers6010介质板。
【专利摘要】本实用新型公开基于锥形渐变的共面波导超宽带低通滤波器包括介质基板、金属中心导带和接地板；介质基板其中一个表面的中间印敷有金属中心导带，该金属中心导带的两端分别延至介质基板一对对边的边沿，且金属中心导带垂直于前述介质基板的一对对边；在金属中心导带两侧印敷金属接地板，在接地板上分别对称刻蚀PBG结构形成PBG结构接地板，PBG结构接地板与金属中心导带之间存在间隙，且位于同一平面；PBG结构接地板为m行n列的接地板单元阵列，接地板单元包括两个垂直放置、中心重合的长方形金属片，且每个长方形金属片的长边比另一个长方形金属片的宽边长。本实用新型应用锥形渐变的PBG结构实现了基于共面波导的超宽带低通滤波器。
【IPC分类】H01P1-203
【公开号】CN204538160
【申请号】CN201520247775
【发明人】许锋, 彭妍妍
【申请人】南京邮电大学
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年4月23日