专利名称：一种双频带微波滤波器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种短路枝节加载的阶梯阻抗双频带微波滤波器，属于毫米波与微波器件的设计领域。
背景技术：
微波滤波器被广泛应用于微波通信、雷达导航、电子对抗、导弹制导、测试仪表等系统中，是微波和毫米波系统中不可缺少的器件，其性能的优劣往往会直接影响整个通信系统的性能[1]。现代信息社会中单频段通信系统已显得陈旧，不能很好地满足无线通信的需求。 随着无线通信技术的迅猛发展，单频段通信系统越来越显示出它的局限性。特别是无线局域网(WLAN)技术的应用和发展，促进了许多科研机构和学者转而从事双频带及多频段通信系统相关方面的研究。为了充分利用现有的频谱和基础设备资源，在通信系统中设置能同时工作的多个通信频段，有效途径之一就是研究和开发高性能的双频带微波滤波器。滤波器作为现代通信设备中不可缺少的关键器件之一，它能有效地滤除各种无用信号及噪声信号，降低各通信频道间的信号干扰，从而保障通信设备的正常工作，实现高质量的通信，进而达到频谱资源的有效利用。现代通信的快速发展需要有效利用越来越多的频率信道，为了减小通信电路设备体积和重量，双频带器件的研究越来越引起重视。因此，对双频带滤波器的研究具有重要的意义和实用价值。无线通信中双频带滤波器的常用设计方法主要有1.滤波器级联[2]将一个带通滤波器和一个带阻滤波器进行级联，通过调节实现双频效果，但将会增大滤波器的体积和附加损耗。2.耦合谐振滤波器[3] [4]通过将两个谐振器共用同一个输入输出端口实现双频带滤波器，每个谐振器独立调节各自通带，但该结构过于复杂。3.阶梯阻抗滤波器[5]利用耦合谐振滤波器的寄生通带来实现双频滤波器。阶梯阻抗的谐振频率可以通过改变阶梯阻抗的电抗比和电长度来调节。调节方便，结构紧凑，但滤波器的性能仍需要改善。参考文献[1]甘本拔，吴万春.现代微波滤波器的结构与设计.北京科学出版社，1974。[2] Tsaij L. -C. , and Husej C. -W. ;Dual-band bandpass Iters using equal-length coupled-serial-shunted lines and Z-transform techniques' ， IEEE Trans. Microw. Theory Tech. , 2004，52，(4)，pp. 1111-1117。[3] Jung-Woo Baikj Lei Zhu and Young-Sik Kim: iDual-Mode Dual-Band Bandpass Filter Using Balun Structure for Single Substrate Con guration\ IEEE Microwave and Wireless Components Letters, 2010, 20(1)， pp. 613—615。[4] Hong-wei Deng, Yong-jiu Zhao, Lu Zhang, Xue—shun Zhang, Wei Zhao,A Dual-Band BPF with DSIR and TSIR. Electronics Letters. 2010，46(17)，pp. 1205-1206。[5] Chu, Q. -X. , and Chen, F. -C. : ‘k compact dual-band bandpass Iter using meandering stepped impedance resonators' , IEEE Microwave and Wireless Components Letters, 2008，18，(5)，pp. 320 — 322。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是为实现滤波器结构的小型化，提高滤波器性能，降低加工成本，提供了一种涉及毫米波与微波器件的短路枝节加载的阶梯阻抗双频带微波滤波器。本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案一种双频带微波滤波器，包括介质基片、第一金属贴片、第二金属贴片，所述两个金属贴片分别包覆在介质基片的上、下表面，所述第一金属贴片包括金属片、输入端口和输出端口，所述金属片由一段对称弯曲的阶梯阻抗线上加载两段对称的短路支节构成，在两段短路支节的两端分别设置有两个金属化通孔；所述第二金属贴片上设置有与第一金属贴片相对应的金属化通孔，所述第一金属贴片与第二金属贴片通过金属化通孔相连接。进一步的，本实用新型的一种双频带微波滤波器，输入端口和输出端口均采用50 欧姆微带线外接对称放置的L型微带结构。进一步的，本实用新型的一种双频带微波滤波器，所述两段短路支节分别设置于对称弯曲的阶梯阻抗线的中轴段的两端。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、高性能；该滤波器的输入端口和输出端口均采用50欧姆微带线外接对称放置的L型微带结构，从而实现容性源与负载耦合，并且在阶梯阻抗上加载了两个短路枝节，使得在两个通带周围产生了 5个传输零点，增强了带外抑制，提高了滤波器性能。2、低成本；该滤波器结构仅由单层介质板外加上、下两层金属敷层和两个通孔构成，所以可以采用目前非常成熟的单层印刷电路板(PCB)生产工艺来生产，再加上其小型化的特点，整个板材尺寸更小，加工成本十分低廉。3、尺寸小；该结构在实现双频带滤波器时使用的是阶梯阻抗谐振器，基于阶梯阻抗谐振器的滤波器具有结构紧凑，尺寸小的优点，并且本实用新型在实现双频通带时仅使用了一个谐振器，在满足同样的条件时，结构更加简洁紧凑，尺寸更小。4、设计过程更为简洁方便；该滤波器是在阶梯阻抗之间加载了两个短路枝节实现的，两个通带的频率可以通过阶梯阻抗简单调节，使用奇偶模法分析，大大方便了滤波器频带的设计。
图1是本实用新型的结构的主视图。图2是本实用新型的结构的侧视图。图3是本实用新型的结构的仰视图。[0029]图4是本实用新型的滤波器传输系数S21对比曲线图。图5是本实用新型的滤波器反射系数S11对比曲线图。附图中标号解释1-介质基片，2-第二金属贴片，3-第一金属贴片，4-输入端口， 5-输出端口，6-金属片，7-阶梯阻抗线，8-短路支节，9-金属化通孔。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明如图1所示，本实用新型的双频带滤波器的第一金属贴片3，由金属片6、输入端口 4和输出端口 5组成，其中金属片6由一段阶梯阻抗线7上对称加载两段短路支节8构成， 在两段短路支节8的两端分别设置有两个金属化通孔9。为减小体积，阶梯阻抗线对称弯
曲ο作为本实用新型的优选实施，输入端口 4和输出端口 5均采用50欧姆微带线外接对称放置的L型微带结构。两段短路支节分别设置于对称弯曲的阶梯阻抗线的中轴段的两端如图2所示，本实用新型的双频带滤波器的结构包括介质基片1、第一金属贴片3、 第二金属贴片2，两个金属贴片分别包覆在介质基片的两面。如图3所示，与第一金属贴片相对应，第二金属贴片上面也设置两个的金属化通孔，第一金属贴片与第二金属贴片通过金属化通孔相连接。本实用新型的滤波器在通信时的工作过程如下信号通过输入端口 4对金属片6 进行馈电，最后由输出端口 5输出。该谐振器可在通带范围内产生四个谐振模式，前两个模式构成第一通带，后两个产生第二通带，并且可以被谐振器的不同尺寸参数方便调节。当加以适当的源与负载耦合，仅使用一个谐振器即可构成双频带微波滤波器。如图4和图5所示，显示传输曲线在工作频带内的仿真与测试数据对比。两个频带分别位于1. 57GHz和5. 35GHz,带内插入损耗在0. 5分贝士0. 1分贝，回波损耗都在18 分贝以下；同时测试与仿真吻合的很好。
权利要求1.一种双频带微波滤波器，包括介质基片、第一金属贴片、第二金属贴片，所述两个金属贴片分别包覆在介质基片的上、下表面，其特征在于所述第一金属贴片包括金属片、输入端口和输出端口，所述金属片由一段对称弯曲的阶梯阻抗线上加载两段对称的短路支节构成，在两段短路支节的两端分别设置有两个金属化通孔；所述第二金属贴片上设置有与第一金属贴片相对应的金属化通孔，所述第一金属贴片与第二金属贴片通过金属化通孔相连接。
2.根据权利要求1所述的一种双频带微波滤波器，其特征在于输入端口和输出端口均采用50欧姆微带线外接对称放置的L型微带结构。
3.根据权利要求1所述的一种双频带微波滤波器，其特征在于所述两段短路支节分别设置于对称弯曲的阶梯阻抗线的中轴段的两端。
专利摘要本实用新型公开了一种双频带微波滤波器，包括介质基片、第一金属贴片、第二金属贴片，所述两个金属贴片分别包覆在介质基片的上、下表面，第一金属贴片包括金属片(6)、输入端口(4)和输出端口(5)，在金属片(6)的阶梯阻抗线上加载两个短路支节，两个短路支节的末端设置有两个金属化通孔(9)；第二金属贴片上设置有与第一金属贴片相对应的金属化通孔，第一金属贴片与第二金属贴片通过金属化通孔相连接。本实用新型通过在阶梯阻抗线上加载两个短路支节，并且在输入端和输出端加入源与负载耦合，仅用一个谐振器实现了一个双频带滤波器，具有结构紧凑、低成本、高性能的特点。
文档编号H01P1/203GK202308232SQ20112040307
公开日2012年7月4日 申请日期2011年10月21日 优先权日2011年10月21日
发明者刘伟, 张学顺, 王志德, 谢中山, 赵永久, 陈雯 申请人:南京航空航天大学