专利名称：基于阶跃阻抗谐振器的双通带超宽带滤波器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及超宽带无线技术，特别是一种结构紧凑的基于阶跃阻抗谐振器的双通带超宽带滤波器。
背景技术：
现在是个通信的时代，随着无线通信系统和移动电话技术的蓬勃发展，无线通讯紧密的联系这人们的生活，影响这人们的生活。用户数量急剧增加，无线通讯技术的迅猛发展，有限的频谱资源已经开始枯竭。具体表现为新兴通信业务频谱分配紧张(如TD-SCDMA),使得各通信标准频谱越来越靠近；各频率之间的干扰、阻塞、互调变得越来越严重。因此如何有效的利用频谱资源成为了一项非常重要的研究课题。在此背景下，超宽带通信系统以其简单的结构，较低的成本，较小的功耗，较高的安全性、抗干扰性及数据传 输率等特点成为无线通信系统领域的关注热点。尽管美国军方和航空界等对UWB技术的 民用持有不同的意见，不过，2002年2月美国联邦通信委员会(Federal CommunicationsCommission-FCC)发布了关于超宽带技术的“First Rwpot and Order”,允许了超宽带技术在短距离无线通信领域的应用，开放了 3. IGHz 10. 6GHz这一频段的商用[2]。在军事上主要作为电子对抗，超宽带雷达，卫星通信系统，以及矿井探测等领域，在民用通信中，则主要用于近距离高速通信，宽带通信和个人业务等方面[3]。这是超宽带技术发展的一个重要里程碑。自此，超宽带技术、特别是超宽带无线通信开始受到比较广泛的关注，超宽带无线通信系统得到了快速的发展。然而由于超宽带通信占有频带太宽(3. IGHz到10. 6GHz)，在这个频段内已经存在一些常规的通信，例如如用于卫星通信的C波段和X波段，无线局域网(WLAN)和宽带互通微波接入(WiMAX)。如何解决同频干扰成为UWB研究重要内容，而带刻痕的超宽带滤波器成为了关键。UWB滤波器多通带化的传统设计方法是多个滤波器的级联，增加了系统体积和设计成本，同时易造成部件间的失配，降低系统的效率。近年来出现了一些新的设计思路，如缺陷地结构、过孔结构或者多层LTCC结构，虽有一定技术进步，但是在系统大规模集成、阻带任意可调等关键技术要素方面有所欠缺。所以设计具有可调刻痕阻带的双通带超宽带滤波器具有重要的意义。
实用新型内容本实用新型利用折叠式多模矩形环谐振结构优异的谐振特性，其目的是为了设计出一种结构紧凑性能优异，实用范围广泛的双通带超宽带滤波。本实用新型所采用的技术方案—种新型的基于阶跃阻抗谐振器的双通带超宽带滤波器，包括形成于介质板(20)上、下表面的金属微带贴片(10)和金属接地板(40)，介质板(20)的上方为金属微带贴片
(10)，介质板(20)的下方为金属接地板(40)，所述金属微带贴片包括多模谐振腔(30)、一个加载开路阶跃阻抗谐振微带线存根(11)，其中多模谐振腔(30)是由全波长的微带线(31)、一对关于中心轴对称小矩形环加载存根(32)和一个大矩形环加载存根(33)构成的。所述新型的基于阶跃阻抗谐振器的双通带超宽带滤波器，其特征在于，多模谐振腔(30)所包含的结构之间是用用一组交趾电容连接。所述新型的基于阶跃阻抗谐振器的双通带超宽带滤波器，其特征在于，所述交趾电容的每条交趾的宽度与各交趾之间的间隙相等。所述新型的基于阶跃阻抗谐振器的双通带超宽带滤波器，其特征在于，在由全波长的微带线(31)下方水平方向中心位置加载开路阶跃阻抗谐振微带线存根(11)。所述新型的基于阶跃阻抗谐振器的双通带超宽带滤波器，其特征在于，通过加载的开路阶跃阻抗谐振微带线存根(11)实现双通带。本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及特性·[0013](I)结构紧凑、尺寸小，易于加工，且制作价格便宜。(2)在固定滤波器通带的中心频点的同时，可以通过改变交趾电容的数目来调节滤波器的通频带大小。(3)通过改变交趾电容和三矩形环加载存根的尺寸，或者改变介质板的介电常数的大小都可以调整滤波器的通频带的大小和中心频点的位置。(4)通过改变加载开路阶跃阻抗谐振微带线存根的尺寸可以调整产生的刻痕阻带的位置。
图I是本实用新型所述双通带超宽带滤波器的基本结构立体图；图2是本实用新型所述双通带超宽带滤波器的基本结构主视图；图3是本实用新型所述双通带超宽带滤波器的基本结构侧视图；图4是本实用新型所述双通带超宽带滤波器的等效电路具体实施方式
近年来，多模谐振开始被应用到微带带通滤波器的设计中，这种类型滤波器充分利用在通带内呈现多个谐振模式的特性，实现多模谐振滤波器具有多通带超宽带性能。与其它的双通超宽带滤波器相比，这种滤波器的结构紧凑，易于加工，适用范围广，有望在超宽带(Ultra-Wide Bandwidth)无线技术中得到应用。本实用新型真是利用谐振结构的多谐振特性，设计了一种低成本、高性能，适用范围较广的双通带超宽带滤波器。
以下结合附图对本实用新型的具体结构作进一步的描述。如图I所示，本实用新型所述双通带超宽带滤波器采用双面覆铜箔的介质板制造。其中，介质板上表面为金属微带贴片10(白色部分)，介质板的下表面为金色接地板20(灰色部分)。所述金属微带贴片10包括多模谐振腔30和一个加载开路阶跃阻抗谐振微带线存根11，其中多模谐振腔30是由全波长的微带线31和附加的三个矩形环加载存根32构成。图中，F1和r2分别为三个矩形环加载的外环长宽，r3和r4分别为三个矩形环加载的内环长宽，L1为连接三个圆形加载的微带线的长度，中间大矩形环下端距微带线的高度为h1;两旁小矩形环下端距微带线的高度为h2，相邻两个矩形环环心间距为d4，交趾电容的长度为L3和L4，馈电端微带线长为L5,开路阶跃阻抗谐振微带线长分别为L6和L7,连接三个矩形环加载的微带线和交趾电容的微带线宽度均为Cl1，开路阶跃阻抗谐振微带线宽度为d2和d4，馈电端微带线宽为d3。图2和图3分别为双通带超宽带滤波器的基本结构主视图和侧视图，其中比为介质的厚度，ht为金属贴片和地板的厚度。这种双通带超宽带滤波器的工作原理可以用图4所示的等效电路模型来分析。介质板上表面的金属微带贴片10由多模谐振腔(MMR) 30和一个加载开路阶跃阻抗谐振微带线存根11两部分组成，其中开路阶跃阻抗谐振微带线存根11等效为双谐振的LC谐振回路。该双通带滤波器的交趾电容两端连接的是普通激励源(50Ω )。通过这种结构不同参数的设置实现双通带超宽带的特性，随着滤波器的某些结构参数(交趾电容和矩形环加载微带线的长度，介质板的介电常数)的变化，该超宽带滤波器的通频带带宽在变化，中心频点也在变化。与此同时，改变这种滤波器结构的交趾 电容交趾的数量，可以使得滤波器在固定其通频带的中心频点的同时，调整通频带的大小。通过调整阶跃阻抗谐振开路微带线中树杈的尺寸和角度可以实现双通带的性能及谐振频点的调整。
权利要求1.一种新型的基于阶跃阻抗谐振器的双通带超宽带滤波器，其特征在于，包括形成于介质板(20)上、下表面的金属微带贴片(10)和金属接地板(40),介质板(20)的上方为金属微带贴片(10)，介质板(20)的下方为金属接地板(40)，所述金属微带贴片包括多模谐振腔(30)、一个加载开路阶跃阻抗谐振微带线存根(11)，其中多模谐振腔(30)是由全波长的微带线(31)、一对关于中心轴对称小矩形环加载存根(32)和一个大矩形环加载存根(33)构成的。
2.根据权利要求I所述新型的基于阶跃阻抗谐振器的双通带超宽带滤波器，其特征在于，多模谐振腔(30)所包含的结构之间是用用一组交趾电容连接。
3.根据权利要求I或2所述新型的基于阶跃阻抗谐振器的双通带超宽带滤波器，其特征在于，所述交趾电容的每条交趾的宽度与各交趾之间的间隙相等。
4.根据权利要求I所述新型的基于阶跃阻抗谐振器的双通带超宽带滤波器，其特征在于，在由全波长的微带线(31)下方水平方向中心位置加载开路阶跃阻抗谐振微带线存根(11)。
5.根据权利要求I或4所述新型的基于阶跃阻抗谐振器的双通带超宽带滤波器，其特征在于，通过加载的开路阶跃阻抗谐振微带线存根(11)实现双通带。
专利摘要本实用新型公开了一种新型的基于阶跃阻抗谐振器的双通带超宽带滤波器，包括形成于介质板(20)、金属微带贴片(10)和金属接地板(40)，介质板(20)的上方为金属微带贴片(10)，介质板(20)的下方为金属接地板(40)，所述金属微带贴片包括多模谐振腔(30)、一个加载开路阶跃阻抗谐振微带线存根(11)，其中多模谐振腔(30)是由全波长的微带线(31)、一对关于中心轴对称小矩形环加载存根(32)和一个大矩形环加载存根(33)构成的。本实用新型具有结构紧凑，尺寸小，易加工，且制作价格便宜等特点，适用范围较广的双通带超宽带滤波器。
文档编号H01P1/203GK202712383SQ201120518420
公开日2013年1月30日 申请日期2011年12月10日 优先权日2011年12月10日
发明者苏畅, 马庆钟, 刘乘源 申请人:哈尔滨飞羽科技有限公司