基于阶梯阻抗谐振器的超宽带双频带通滤波器的制作方法

文档序号:13254957阅读:157来源:国知局
技术领域本发明涉及基于阶梯阻抗谐振器的超宽带双频带通滤波器,该滤波器是一种基于双模阶梯阻抗谐振器实现源负载耦合的双频带滤波器。双频滤波器两个通带分别具有独立的端耦合和内耦合结构,在保证滤波器小尺寸的基础上实现了具有双通带频率和带宽都独立可控的双频带通滤波器。

背景技术:
2002年2月,美国联邦通信委员会(FCC)批准3.1-10.6GHz频段用于商用通信,因此超宽带得到广泛的应用。然而,在FCC定义的商用范围内,超宽带信号可能受到诸如WiAX(3.5-GHz)、WLAN(5.15-5.825GHz)、RFID(6.8GHz)等信号的干扰。如何解决同频干扰成为超宽带研究重要内容,多频滤波器作为多频通信系统中不可缺少的关键器件之一,超宽带多频带通滤波器得到广泛关注和研究。近年来出现了一些设计思路,现有的多频微带滤波器主流设计方法主要有两种,第一种是利用多个单通带滤波器组合设计多频带滤波器。第二种是利用多模谐振器来设计多频滤波器,包括阶梯阻抗谐振器多频滤波器、加载型谐振器多频滤波器。第一种方法所设计的滤波器整体尺寸大、成本高,不利于多频通信系统的小型化发展。第二种方法所设计的多频滤波器易控制,但只能基本达到多频滤波器的各通带频率,所能实现的通带的带宽过小。所以设计多频滤波器的能实现基于阶梯阻抗谐振器的超宽带双频带通滤波器有重要意义。

技术实现要素:
本发明的目的是基于阶梯阻抗谐振器的超宽带双频带通滤波器,本设计采用平面微带结构,设计出可以覆盖整个WLAN频段的基于阶梯阻抗谐振器的超宽带双频带通滤波器,在其频段内实现了较低的插入损耗,进一步减小了滤波器的体积。本发明所采用的技术方案:一种新型的基于阶梯阻抗谐振器的超宽带双频带通滤波器,包括第一输入输出端(101)、第二输入输出端(102),第一开环阶梯阻抗谐振器(103)、第二开环阶梯阻抗谐振器(104),第一加载双分支线(105)、第二加载双分支线(106),介质基板(107),介质基板下的金属接地板(108)。所述新型的基于阶梯阻抗谐振器的超宽带双频带通滤波器,其特征在于第一开环阶梯阻抗谐振器(103)和第二开环阶梯阻抗谐振器(104)并排对称设置,其开环的开口相向设置,在第一开环阶梯阻抗谐振器内开口的对面设有第一加载双分支线(105),在第二开环阶梯阻抗谐振器内开口的对面设有第二加载双分支线(106)。所述新型的基于阶梯阻抗谐振器的超宽带双频带通滤波器,其特征在于第一输入输出端(101)与第一开环阶梯阻抗谐振器(103)相连接,第二输入输出端(102)与第二开环阶梯阻抗谐振器(104)相连接。所述新型的基于阶梯阻抗谐振器的超宽带双频带通滤波器,通过改变第一开环阶梯阻抗谐振器(103)和第二开环阶梯阻抗谐振器(104)的各个部分微带线的长度之和,调节第一通带的通带频率。所述新型的基于阶梯阻抗谐振器的超宽带双频带通滤波器,通过改变第一加载双分支线(105)和第二加载双分支线(106)的长度以及分支线的间距,调节第二通带的通带频率。所述新型的基于阶梯阻抗谐振器的超宽带双频带通滤波器,第一开环阶梯阻抗谐振器(103)和第二开环阶梯阻抗谐振器(104)开口采用第二缝隙(g2)来内耦合,两开环阶梯阻抗谐振器间采用第一缝隙(g1)来级间耦合。该发明滤波器相对于现有的滤波器具有以下的特性和优点:设计简单、结构紧凑、加工方便、成本低廉、通带可调,带通特性可调。第一通带工作的情况下,第一开环阶梯阻抗谐振器(103)、第二开环阶梯阻抗谐振器(104)工作,而第一加载双分支线(105)和第二加载双分支线(106)不工作,通过调整双模阶梯阻抗存根谐振器的耦合间距来引入源-负载耦合,可以在第一通带两侧各引入一个传输零点,改善第一通带选择性。第二通带工作的情况下,第一加载双分支线(105)和第二加载双分支线(106)工作,第一开环阶梯阻抗谐振器(103)、第二开环阶梯阻抗谐振器(104)为抽头馈电,可以在两通带之间产生一个零点,有效改善通带之间的阻带衰减。第二通带工作的情况下,第二谐振频率可以通过调节第一加载双分支线(105)和第二加载双分支线(106)的相对距离与大小及两平行耦合线的长短来调节。附图说明图1是本发明实施实例的基本结构俯视图;图2是本发明实施实例的基本结构尺寸图;图3是本发明实施实例的基本结构侧视图;图4是本发明实施实例的频率响应曲线图;具体实施方式本发明设计了基于双模阶梯阻抗存根谐振器的超宽带双频带通滤波器,该滤波器频带特性可调、通带可调,且两者调整是互不干扰。下面结合附图距离对发明做更详细的描述:本发明的一个实例如图2所示,介质基板(107)的相对介电常数εR=2.65的基板上,TANδ=0.001和h=1毫米。导体厚度为35微米和电损耗是6.14×107S/s,介质基板下的金属接地板(108)采用铜材料。基于双分支线加载阶梯阻抗谐振器的双频带通滤波器,其特征是所述第一输入输出端(101)、第二输入输出端(102)分别为所述双频带通滤波器的50欧姆匹配阻抗。如图2所示,本发明设计的基于双模阶梯阻抗存根谐振器的超宽带双频带通滤波器,第一输入输出端(101)、第二输入输出端(102),第一开环阶梯阻抗谐振器(103)、第二开环阶梯阻抗谐振器(104),第一加载双分支线(105)、第二加载双分支线(106)均采用铜材料。如图2所示,该发明双陷波特性的超宽带滤波器的设计参数:各个参数的尺寸如下W=2.73mm,W1=1.2mm,W2=2.2mm,L1=6.9mm,L2=11.7mm,L3=12.97mm,L4=3.5mm,L5=6.26mm,L6=4.06mm,L7=3.9mm,g1=0.32mm,g2=0.7mm,g3=0.5mm。如图2和图3所示,本发明的基于双模阶梯阻抗存根谐振器的超宽带双频带通滤波器,其中通过调节第一开环阶梯阻抗谐振器(103)和第二开环阶梯阻抗谐振器(104)的各个微带线的长度来调整第一通带的第一谐振频率,通过调节第一加载双分支线(105)和第二加载双分支线(106)的相对距离与大小及两平行耦合线的长短来调节第二通带的第二谐振频率。图4给出该实例的频率响应曲线图。图中曲线|S21|是信号的传输特性曲线,曲线|S11|是端口的反射特性曲线。由图可知,基于双模阶梯阻抗存根谐振器的超宽带双频带通滤波器,在1.85GHz和2.66GHz具有良好的双通带性能。在相邻的双通带,实现四个传输零点,实现了滤波器的通带的中心频率的独立可控性和良好的选择性。
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