小型化超宽带滤波器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于微波微带滤波器技术领域，是通过微带线制作的工作在超宽带频段下的微波滤波器，具体涉及一种小型化超宽带滤波器。
【背景技术】
[0002]超宽带(Ultra-wideband，UWB)技术是国际上新兴的一种无线通信技术。自2002年美国联邦通信委员会(Federal Communicat1ns Commiss1n，FCC)将 3.1GHz ?10.6GHz的频段批准用于商业通信以来，超宽带通信技术受到了越来越多的重视。随着超宽带无线通信技术的迅猛发展，对超宽带无线通信电子设备提出了更高的要求，高可靠性、小型化己经成为超宽带无线通信系统发展的必然趋势，这就要求电路在满足电气性能的同时，尽可能减少电路占用空间。滤波器在超宽带无线通信系统中扮演着重要的角色，它起着选择信号的重要作用，是超宽带无线通信系统中必不可少的重要元件，它的工作性能好坏直接影响到超宽带无线通信系统的整体工作性能，它的尺寸大小也直接影响到超宽带无线通信系统的大小。
[0003]对于无线通信系统而言，滤波器在滤去镜频干扰、衰减噪声、频分复用以及在高性能的振荡、放大、倍频和混频电路中，起着重要作用。随着信息化进程的日益加快，人们对信息传输的速度与品质的不断追求，另一方面也不断追求更加方便人性化和高性能的终端设备不断升级，促使了包括滤波器在内的射频元器件的微型化和可集成化，同时也产生了各种结构和性能的射频滤波器来进一步满足小体积、轻重量的系统要求。
[0004]虽然滤波器的发展历史悠久，但是对于超宽带滤波器的研宄属于最近才兴起的新兴课题，尤其是从近几年开始，随着超宽带系统的商业化快速发展，使得超宽带滤波器己逐步进入市场化阶段。在欧美等国家，许多专家学者对于超宽带滤波器都有所研宄，到目前为止，己经提出了很多的超宽带滤波器结构。由于微带线滤波器具有小尺寸，易于加工，便于集成的特点，而且还能通过采用不同的衬底材料在很大的频率范围内应用，因此国外很多超宽带滤波器的研宄报告都是以平面微带结构为基础的。新加坡的朱雷教授于2005年提出一种共面波导传输原理的微带耦合线结构，利用共面波导结构上的多模谐振器构造了一个超宽带滤波器。2010年，中国学者邓宏伟提出了一种超宽带滤波器，通过一个五模的枝节加载谐振器构造了一款超宽带滤波器。2011年，W.J.Feng学者提出了一种利用横向信号交互概念的超宽带滤波器。2013年，中国的陈辉提出了一种耦合线三模谐振器结构，通过将这款耦合线结构一端直接连接，另一端短路接地构造出超宽带滤波器。
[0005]但是，上述的这些超宽带滤波器都存在有共同的不足，就是阻带带宽过窄，频率选择性不好，并且尺寸也相对较大，因此，小型化超宽带滤波器的设计还有很大的研宄空间。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种小型化超宽带滤波器，解决了现有技术在实现超宽带滤波器时阻带带宽过窄，电路尺寸较大的问题。
[0007]本发明所采用的技术方案是，一种小型化超宽带滤波器，包括相邻设置的方环谐振器I及方环谐振器II，在方环谐振器I内设置有短路枝节，短路枝节中设置有过孔；
[0008]在两个方环谐振器两侧公共边分别连接有一条四分之一波长的高阻抗线，各个高阻抗线的结构尺寸相同，左右两边的高阻抗线均耦合有两条交指耦合馈线，各个交指耦合馈线的结构尺寸相同，每侧的高阻抗线及交指耦合馈线外端设置有一体的馈线端口 ；
[0009]在地板上与两条交指耦合馈线对应设置有两个缺陷地板结构。
[0010]本发明的小型化超宽带滤波器，其特征还在于:
[0011]两个方环谐振器的公共边的长度为3.6±0.2mm，方环谐振器I的另一条边的长度为3±0.2mm，方环谐振器II的另一条边的长度为1±0.2mm，方环谐振器宽度均为0.3 + 0.1mnin
[0012]短路枝节的长度为2.6 ± 0.2mm、宽度为0.3 ± 0.1mm,短路枝节的过孔半径为
0.25 + 0.1mnin
[0013]每个四分之一波长的高阻抗线的长度为8±0.2mm，宽度为0.3±0.Imm0
[0014]每个交指耦合馈线的长度为8 ± 0.2mm，宽度为0.3 ± 0.1mm。
[0015]每个馈线端口长度为2.4±0.2mm，宽度为2.2 ±0.2mm。
[0016]每个缺陷地板结构的长度为8.2±0.2mm，宽度为2.2±0.2mm。
[0017]本发明的有益效果是，实现的超宽带滤波器通带频段可覆盖2.5-11.1GHz，相对带宽达到126%，尺寸仅为0.58λβΧ0.12λβ，其中λ g为通带中心频率的介质波长，该滤波器可以工作在民用超宽带频段中，通频段覆盖范围达到2.5-11.1GHz，通过两个方环谐振器构成的多模谐振器可以将其多个谐振频率均匀调整在超宽带频段中，构成超宽频段，地板上与馈线结构对应的两个缺陷地结构可以增加馈线的容性耦合因子，增强馈线耦合度，展宽带宽，同时通过调整两个方环谐振器的尺寸，可以在通带两边各产生一个传输零点，大大增强了滤波器的频率选择性。滤波器结构更加紧凑，调节方便灵活，能有效地滤除各种超宽带频带外的无用信号及噪声信号，保证超宽带系统的正常工作，在应用的通信系统中，发挥重要作用。
【附图说明】
[0018]图1是本发明小型化超宽带滤波器的正面结构示意图；
[0019]图2是本发明小型化超宽带滤波器实施例的安装结构示意图；
[0020]图3是本发明小型化超宽带滤波器的频率响应特性曲线。
[0021]图中，1.超宽带天线，2.放大器一，3.放大器二，4.超宽带滤波器一，5.下变频电路，6.超宽带滤波器二，7.放大器三，8.参考晶振，9.频率合成器，10.AGC模块，11.A/D转换，12.微处理器，13.相关通道，14.存储器，15.方环谐振器I，16.方环谐振器II，17.过孔，18.短路枝节，19.交指親合馈线，20.高阻抗线，21.馈线端口，22.缺陷地板结构。
【具体实施方式】
[0022]以下结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步描述。
[0023]参照图1，本发明的小型化超宽带滤波器(以下简称超宽带滤波器)，包括紧密相邻设置的方环谐振器I 15及方环谐振器II 16，在方环谐振器I 15内设置有短路枝节18，短路枝节18中设置有过孔17，在两个方环谐振器两侧公共边分别连接有一条四分之一波长的高阻抗线20，总共两条高阻抗线20，各个高阻抗线20的结构尺寸相同，左右两边的高阻抗线20均耦合有两条交指耦合馈线19，总共四条交指耦合馈线19，各个交指耦合馈线19的结构尺寸相同，每侧的高阻抗线20及交指耦合馈线19外端设置有一体的馈线端口 ；
[0024]在图1中空白部分表示电路板上层的覆铜结构，灰色部分为电路板下层覆铜去掉的部分的结构，称为缺陷地板结构22，交指耦合馈线19设置在电路板的上层，在电路板的下层设置有缺陷地板结构22，中间为普通介质基板。这样设置可增强馈线耦合强度，展宽带宽，通过调整两个方环谐振器的尺寸，可以在通带两边各产生一个传输零点，大大增强了滤波器的频率选择性。
[0025]该滤波器结构紧凑，调节方便灵活，能有效地滤除各种超宽带频带外的无用信号及噪声信号，保证超宽带系统的正常工作，在应用的通信系统中，发挥重要作用
[0026]超宽带滤波器各部件的尺寸参数范围是:
[0027]两个方环谐振器的公共边的长度为3.6±0.2mm，方环谐振器I 15的另一条边的长度为3±0.2mm，方环谐振器