專利名稱：基于多模矩形環諧振腔的雙通帶超寬帶濾波器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及超寬帶無線技術，特別是一種結構緊湊的基于多模矩形環諧振腔的雙通帶超寬帶濾波器。
背景技術：
19世紀后期馬可尼的無線電波發送和貝爾的電話發明為人類的通信方式帶來了神奇變化。通過兩者的結合，現在，我們擁有了讓我們在任何時間、任何地點和任何人保持著聯絡的強大的通信工具。隨著現代通信技術的發展，頻譜資源的日益匱乏，信號傳輸速率的要求日益提高，人們在提高頻帶利用率的同時，也同樣希望增加帶寬提高信息的傳輸速率，限制了無線通信技術的發展。因此，2002年美國聯邦通信委員會(FCC)將3.1-10.6GHz之間的頻段解禁，并允許將其應用于超寬帶設備中超寬帶技術受到了學術界和工業屆的廣泛關注，引起了超寬帶(Ultra-wideband, UWB)技術的研究熱潮。然而由于超寬帶通信占有頻帶太寬(3.1GHz到10.6GHz)，在這個頻段內已經存在一些常規的通信，例如:如用于衛星通信的C波段和X波段，無線局域網(WLAN)和寬帶互通微波接入(WiMAX)。如何解決同頻干擾成為UWB研究重要內容，而帶刻痕的超寬帶濾波器成為了關鍵。UWB濾波器多通帶化的傳統設計方法是多個濾波器的級聯，增加了系統體積和設計成本，同時易造成部件間的失配，降低系統的效率。近年來出現了一些新的設計思路，如多模諧振結構、缺陷地結構、過孔結構或者多層LTCC結構，雖有一定技術進步，但是在系統大規模集成、阻帶任意可調等關鍵技術要素方面有所欠缺。所以設計具有可調刻痕阻帶的雙通帶超寬帶濾波器具有重要的意義。
實用新型內容本實用新型利用折疊式多模矩形環諧振結構優異的諧振特性，其目的是為了設計出一種結構緊湊性能優異，實用范圍廣泛的雙通帶超寬帶濾波。本實用新型所采用的技術方案:一種新型的基于多模矩形環諧振腔的雙通帶超寬帶濾波器，包括形成于介質板上、下表面的金屬微帶貼片和金屬接地板，所述金屬微帶貼片包括多模諧振腔和一個加載開路均勻微帶線存根，其中多模諧振腔是由全波長的微帶線和附加的三個矩形環加載存根構成的。。所述的基于多模矩形環諧振腔的雙通帶超寬帶濾波器，其特征在于，全波長的微帶線和附加的三個矩形環加載存根之間用一組交趾電容連接，所述交趾電容的每條交趾的寬度與各交趾之間的間隙相等。所述的基于多模矩形環諧振腔的雙通帶超寬帶濾波器，其特征在于，三個矩形環加載是以中軸對稱，但不相同尺寸。所述的基于多模矩形環諧振腔的雙通帶超寬帶濾波器，其特征在于，在三個矩形環加載存根下加載開路均勻微帶線存根，通過加載的開路均勻微帶線存根實現雙通帶。[0011]本實用新型相對于現有技術具有如下的優點及特性:(I)結構緊湊、尺寸小，易于加工，且制作價格便宜。(2)在固定濾波器通帶的中心頻點的同時，可以通過改變交趾電容的數目來調節濾波器的通頻帶大小。(3)通過改變交趾電容和三矩形環加載存根的尺寸，或者改變介質板的介電常數的大小都可以調整濾波器的通頻帶的大小和中心頻點的位置。(4)通過改變加載開路均勻微帶線存根的尺寸可以調整產生的刻痕阻帶的位置。
圖1是本實用新型所述雙通帶超寬帶濾波器的基本結構俯視圖；圖2是本實用新型所述雙通帶超寬帶濾波器的基本結構主視圖；圖3是本實用新型所述雙通帶超寬帶濾波器的基本結構側視圖；圖4是本實用新型所述雙通帶超寬帶濾波器的等效電路具體實施方式
近年來，多模矩形環諧振開始被應用到微帶帶通濾波器的設計中，這種類型濾波器充分利用在通帶內呈現多個諧振模式的特性，實現多模矩形環諧振濾波器具有多通帶超寬帶性能。與其它的雙通超寬帶濾波器相比，這種濾波器的結構緊湊，易于加工，適用范圍廣，有望在超寬帶(Ultra-WideBandwidth)無線技術中得到應用。本實用新型真是利用諧振結構的多諧振特性，設計了一種低成本、高性能，適用范圍較廣的雙通帶超寬帶濾波器。
以下結合附圖對本實用新型的具體結構作進一步的描述。如圖1所示，本實用新型所述雙通帶超寬帶濾波器采用雙面覆銅箔的介質板制造。其中，介質板上表面為金屬微帶貼片10 (白色部分)，介質板的下表面為金色接地板20(灰色部分)。所述金屬微帶貼片10包括多模諧振腔30和一個加載開路均勻微帶線存根11，其中多模諧振腔30是由全波長的微帶線31和附加的三個矩形環加載存根32構成。圖中，A和1*2分別為三個矩形環加載的外環長寬，1*3和r4分別為三個矩形環加載的內環長寬，L1為連接三個圓形加載的微帶線的長度，中間大矩形環下端距微帶線的高度為Ii1，兩旁小矩形環下端距微帶線的高度為h2，相鄰兩個矩形環環心間距為d4，交趾電容的長度為L3和L4，饋電端微帶線長為L5,開路均勻微帶線長為L6，連接三個矩形環加載的微帶線和交趾電容的微帶線寬度均為Cl1，開路均勻微帶線寬度為d2，饋電端微帶線寬為d3。圖2和圖3分別為雙通帶超寬帶濾波器的基本結構主視圖和側視圖，其中比為介質的厚度，ht為金屬貼片和地板的厚度。這種雙通帶超寬帶濾波器的工作原理可以用圖4所示的等效電路模型來分析。介質板上表面的金屬微帶貼片10由多模諧振腔(MMR)30和一個加載開路均勻微帶線存根11兩部分組成，其中:開路均勻微帶線存根11等效為雙諧振的LC諧振回路。該雙通帶濾波器的交趾電容兩端連接的是普通激勵源(50 Ω )。通過這種結構不同參數的設置實現雙通帶超寬帶的特性，隨著濾波器的某些結構參數(交趾電容和矩形環加載微帶線的長度，介質板的介電常數)的變化，該超寬帶濾波器的通頻帶帶寬在變化，中心頻點也在變化。與此同時，改變這種濾波器結構的交趾電容交趾的數量，可以使得濾波器在固定其通頻帶的中心頻點的同時，調整通頻帶的大小。通過調整均勻開路微帶線中樹杈的尺寸和角度可以實現雙通帶的性能及諧振頻點的調整。
權利要求1.一種新型的基于多模矩形環諧振腔的雙通帶超寬帶濾波器，其特征在于，包括形成于介質板上、下表面的金屬微帶貼片和金屬接地板，所述金屬微帶貼片包括多模諧振腔和一個加載開路均勻微帶線存根，其中多模諧振腔是由全波長的微帶線和附加的三個矩形環加載存根構成的。
2.根據權利要求1所述的基于多模矩形環諧振腔的雙通帶超寬帶濾波器，其特征在于，全波長的微帶線和附加的三個矩形環加載存根之間用一組交趾電容連接，所述交趾電容的每條交趾的寬度與各交趾之間的間隙相等。
3.根據權利要求1所述的基于多模矩形環諧振腔的雙通帶超寬帶濾波器，其特征在于，三個矩形環加載是以中軸對稱，但不相同尺寸。
4.根據權利要求1所述的基于多模矩形環諧振腔的雙通帶超寬帶濾波器，其特征在于，在三個矩形環加載存根下加載開路均勻微帶線存根，通過加載的開路均勻微帶線存根實現雙通帶。
專利摘要本實用新型公開了一種新型的基于多模矩形環諧振腔的雙通帶超寬帶濾波器，包括形成于介質板上、下表面的金屬微帶貼片和金屬接地板，所述金屬微帶貼片包括多模諧振腔和一個加載開路均勻微帶線存根，其中多模諧振腔是由全波長的微帶線和附加的三個矩形環加載存根構成的。本實用新型具有結構緊湊，尺寸小，易加工，且制作價格便宜等特點，適用范圍較廣的雙通帶超寬帶濾波器。
文檔編號H01P1/203GK202930512SQ201220656620
公開日2013年5月8日 申請日期2012年12月4日 優先權日2012年12月4日
發明者蘇暢, 劉乘源, 劉文儉 申請人:哈爾濱飛羽科技有限公司