应用于5G的周期结构微带带通滤波器的制作方法

本实用新型涉及电子技术领域，具体涉及一种应用于5G的周期结构微带带通滤波器。

背景技术：

在2017年，中国工信部给出了未来5G通信在低频处的规划频段，即3.3-3.6 GHz。该频段微波滤波器的设计就吸引了大量研究者的注意。该频段位于X波段以下，其微波器件的主流设计多为微带线结构。其中常见的微带滤波器主要为阶跃阻抗滤波器和周期结构滤波器。阶跃阻抗微带滤波器是通过很高和很低的阻抗传输线顺序连成而形成谐振。周期结构微带滤波器中各个谐振单元的阻抗呈现出周期的形式排列。上述两种带通滤波器的设计基本方法均是先设计出低通滤波器电路，然后在此电路的基础上设计出带通滤波器电路。然而，这种方法增加了带通滤波器设计的复杂性。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的上述不足，设计出一种应用于5G的周期结构微带带通滤波器。

本实用新型采用的技术方案是：

一种应用于5G的周期结构微带带通滤波器，包括介质板，所述介质板的上表面印刷有导电图案，所述导电图案为电镀在介质板上表面金属导电涂层，介质板的下表面印刷有用作接地层的金属导电涂层，所述导电图案包括一组矩形贴片，位于该组矩形贴片两侧的匹配微带线，用于连接相邻两个矩形贴片的第一微带线，以及用于连接匹配微带线和矩形贴片的第二微带线；矩形贴片之间其长边平行且正对设置，第一微带线和第二微带线均与矩形贴片的长边中点位置连接、且均与矩形贴片的长边垂直设置；

每个矩形贴片内均设置有一组两个矩形环，矩形环包括一个矩形底边和两个与矩形底边相垂直的矩形侧边，两个矩形侧边分别位于矩形底边的两端、且均位于矩形底边的同一侧，使得矩形环呈凹字形，位于同一矩形贴片上的两个矩形环的开口分别各朝向矩形贴片的两个宽边，矩形环内的矩形贴片镂空，矩形环内直接暴露为介质板的上表面；

所述矩形环上设置有金属过孔，该金属过孔贯穿介质板的上表面和下表面，所述金属过孔位于矩形环中矩形底边的靠近下边缘的位置。

进一步的，所述介质板的上表面印刷矩形贴片与印刷在其上的一个矩形环，以及通过该矩形环在介质板中加载的一个金属过孔组成一个谐振单元；介质板中位于同一个矩形贴片上的上下对称的两个谐振单元共同组成了一个谐振器；介质板中各个谐振器通过第一微带线顺序连接；介质板中的位于两端的谐振器通过第二微带线与两端的匹配微带线相接。

进一步的，所述矩形贴片的尺寸可调整滤波器的中心频率，增大矩形贴片的长度或宽度可以降低滤波器的中心频率。

进一步的，所述介质板采用Rogers 4350B介质板。

本实用新型的有益效果在于：

1、解决了传统带通滤波器设计需要通过低通滤波器进行较为复杂的电路变化问题；

2、具有小尺寸，易集成，易加工；

3、结构稳定，传输性能好；

本实用新型带通滤波器通过在微带线中加载金属过孔使低通滤波器附近发生谐振，从而形成带通滤波器。本实用新型提出的带通滤波器设计方法不需要在微带低通滤波器变换为微带带通滤波器时，需要进行较为复杂的电路结构变化，即增强了带通滤波器设计的方便性。

本实用新型带通滤波器的工作频段能够覆盖未来5G无线通信系统的规划频段。本实用新型带通滤波器具有设计方法简单、损耗低、带外抑制优异，传输性能优异、制造成本低等优点，有利于在实际中的普遍应用。

附图说明

图1为本实用新型应用于5G的周期结构微带带通滤波器的介质板上表面结构示意图；

图2为本实用新型应用于5G的周期结构微带带通滤波器的介质板下表面结构示意图；

图3为本实用新型应用于5G的周期结构微带带通滤波器的S11和S21仿真和测试对比图。

图中：1、介质板；2、矩形环；3、矩形贴片；4、金属过孔；5、第一微带线；6、第二微带线；7、匹配微带线。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供应用于5G的周期结构微带带通滤波器。

下面结合附图对本实用新型的内容作进一步说明：

应用于5G的周期结构微带带通滤波器，如图1～2所示，包括介质板1，介质板1的上表面印刷有导电图案，导电图案为电镀在介质板1上表面金属导电涂层，介质板1的下表面印刷有用作接地层的金属涂层，导电图案包括一组矩形贴片3，位于该组矩形贴片3两侧的匹配微带线7，用于连接相邻两个矩形贴片3的第一微带线5，以及用于连接匹配微带线7和矩形贴片3的第二微带线6；矩形贴片3之间其长边平行且正对设置，第一微带线5和第二微带线6均与矩形贴片3的长边中点位置连接、且均与矩形贴片3的长边垂直设置；每个矩形贴片3内均设置有一组两个矩形环2，矩形环2包括一个矩形底边和两个与矩形底边相垂直的矩形侧边，两个矩形侧边分别位于矩形底边的两端、且均位于矩形底边的同一侧，使得矩形环2呈凹字形，位于同一矩形贴片3上的两个矩形环2的开口分别各朝向矩形贴片3的两个宽边，矩形贴片3上、位于两个的矩形底边之间的位置还设置有一个长方形的镂空区域，该区域内的矩形贴片3镂空，该区域内直接暴露为介质板1的上表面，此处长方形的镂空区域可以将同一个矩形贴片3上的两个矩形环2隔开，有助于进一步提升滤波器的性能；矩形环2上设置有金属过孔4，该金属过孔4贯穿介质板1的上表面和下表面，所述金属过孔4位于矩形环2中矩形底边的靠近下边缘的位置，本结构中加载金属过孔4可使原无金属过孔4的低通滤波器电路在截止频率附近发生谐振，使其变为带通滤波器。

上述介质板1的上表面印刷矩形贴片3与印刷在其上的一个矩形环2，以及通过该矩形环2在介质板1中加载的一个金属过孔4组成一个谐振单元；介质板1中位于同一个矩形贴片3上的上下对称的两个谐振单元共同组成了一个谐振器；介质板1中各个谐振器通过第一微带线5顺序连接；介质板1中的位于两端的谐振器通过第二微带线6与两端的匹配微带线7相接；通过调整矩形贴片3的尺寸可调整滤波器的中心频率，增大矩形贴片3的长度或宽度可以降低滤波器的中心频率。

上述介质板1采用Rogers 4350B介质板，该介质板所采用材料的介电常数为3.48、损耗角正切为0.004的Rogers 40350B介质材料，尺寸为51.8mm*16 mm*1.524mm。

图3所示的是应用于5G的周期结构微带带通滤波器的测试结果表明，该滤波器中心频率为3.33GHz，3dB相对带宽为6.9％；该滤波器能够覆盖未来5G 无线通信系统的工作频段，同时具有尺寸小、结构简单、易于集成、传输性能好等优点。

上面对本实用新型的较佳实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。