基于sir結構的三通帶微帶濾波器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明是關于應用于微波通信的微帶濾波器，具體涉及一種平面微帶結構的緊湊 型三通帶濾波器。
【背景技術】
[0002] 近年來，無線通信終端市場的牽引使得無線通信系統的發展十分迅速。為了適應 這種快速的發展，人們也在不斷地提出新的通訊標準和開發新的技術，例如從早期的GSM、 CDMA、WCDMA到現在的TD-SCDMA、WLAN、WiMAX等。IEEE802.Ila工作中心頻率為 5. 2GHz， IEEE802.Ilb工作中心頻率為2. 4GHz，二者構成了無線局域網（WLAN);而IEEE802. 16工作 中心頻率為3. 5GHz，其構成了WiMX通信系統。由于WLAN和WiMX設備具有傳輸速度快、 安裝方便、價格相對較低、隨時隨地可接入等優點，它們已經占領了越來越多的通信市場份 額。所以，如何合理的利用頻率資源，同時兼容好現階段的各種通信頻段資源是無線通信發 展的一個關鍵。
[0003] 多通帶濾波器可以根據通信系統要求同時工作于多個或者整個所需要的工作頻 段，主要用于濾除鏡頻干擾、衰減噪聲。基于微帶結構的多通帶濾波器尺寸小，并且易于與 基站中的射頻前端結合，非常利于應用。因此研究微帶多通帶濾波器的實現方式和方法就 顯得特別有意義。
[0004] 現階段，三通帶濾波器的實現方式主要有四種：
[0005] (1)多模法，由于不同諧振頻率的產生，經過多模分割，能夠形成第二、第三通帶， 便實現了多模的三頻濾波器，該種三通帶濾波器的各通帶帶寬基本都是由相同的端耦合 和諧振器間耦合結構決定，導致各通帶帶寬之間相互關聯，因此各通帶的帶寬設計范圍有 限；
[0006] (2)多諧振器法，由三種不同諧振頻率的諧振器通過串聯、并聯或者內嵌三種不同 的結構來實現三頻濾波器，該種三通帶濾波器能獨立的調整各通帶的工作頻率，并且三個 通帶帶寬等特性可以自由調節和設計，但是整體尺寸太大；
[0007] (3)SIR高次諧波法，通過調節電長度和特征阻抗比控制高次諧波的位置來設計多 頻濾波器，但是三個諧振頻率是相互關聯的，頻率和帶寬都難以控制；
[0008] (4)缺陷地結構法，通過在地面刻蝕三種不同形狀的圖案，相當于得到了三個中心 頻率不同的諧振器，來得到三通帶濾波器，但是其設計復雜。
【發明內容】
[0009] 本發明的目的，在于克服上述技術中的不足，提供一種結構簡單，整體尺寸小，便 于加工，插入損耗小且通帶獨立可控的微帶三通帶濾波器。
[0010] 本發明通過如下技術方案予以實現。
[0011] -種基于SIR結構的三通帶微帶濾波器，包括介質基板、金屬層和電路結構，其特 征在于，所述介質基板（1)上面的中間位置左右對稱地設置有輸入饋線（2)和輸出饋線 (3)，左邊的輸入饋線（2)為形，右邊的輸出饋線（3)為"-r"形，輸入饋線（2)與輸出 饋線⑶的間距為（〇. 65~0. 85)mm;輸入饋線⑵由第1微帶線⑷和第2微帶線（5) 構成，第1微帶線⑷的尺寸為（2. 2~2. 8)X(1. 5~2. 5)mm，第2微帶線（5)的尺寸為 (17. 5~18. 5)X(0. 5~1. 0)mm;輸出饋線⑶由第3微帶線（6)和第4微帶線（7)構成， 第3微帶線（6)的尺寸為（2. 2~2. 8)X(1. 5~2. 5)mm，第4微帶線（7)的尺寸為（17. 5~ 18. 5)X(0? 5 ~I. 0)mm;
[0012] 在輸入饋線（2)與輸出饋線（3)的上面設置有第一諧振器（8)，第一諧振器（8)為 "形狀，第一諧振器⑶與兩饋線之間的水平距離為0. 2~0. 4mm;第一諧振器⑶由 中間的高阻抗線和兩端的低阻抗線構成，其高阻抗線長X寬為（27~30)X(0. 25~0. 3)mm，其兩端的低阻抗線的長X寬分別為（4~6)X(1~2)mm;
[0013]在輸入饋線（2)與輸出饋線（3)的下面設置有第二諧振器（9)，第二諧振器（9)為 "n"形狀，第二諧振器（9)與兩饋線之間的水平距離為0. 2~0. 4mm;第二諧振器（9)由 中間的高阻抗線和兩端的低阻抗線構成，其高阻抗線長X寬為（17~19)X(0. 25~0. 3) mm，其兩端的低阻抗線的長X寬分別為（2. 5~3)X(1~2)mm;
[0014] 介質基板1的下面設置有金屬層10。
[0015] 所述的介質基板1的介電常數為2. 2,厚度為0. 508mm。
[0016] 所述的第1微帶線4和第3微帶線6的特征阻抗均為50歐姆。
[0017] 所述的輸入饋線2及輸出饋線3通過耦合間距對第一諧振器和第二諧振器進行饋 電，饋電方式為平行耦合饋電。
[0018] 所述的金屬層10的厚度為〇? 035mm。
[0019] 本發明在兩階階躍阻抗諧振器產生雙頻特性的基礎上，通過并聯另一個兩階 階躍阻抗諧振器實現第三個通帶，且通過調整第一諧振器的電長度和特征阻抗來調節 2. 4GHz/5. 2GHz處的中心頻率和帶寬，通過改變第二諧振器的電長度和特征阻抗來調節 3. 5GHz處的中心頻率和帶寬，使得三個頻帶同時滿足WLAN和WiMAX的通信要求。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本發明的三通帶微帶濾波器橫截面示意圖；
[0021] 圖2為本發明的三通帶微帶濾波器平面電路結構示意圖；
[0022] 圖3為本發明具體實施例的三通帶微帶濾波器仿真的頻率響應曲線圖。
[0023] 本發明附圖標記如下：
[0024] 1---介質基板 2---輸入饋線
[0025] 3---輸出饋線 4---第1微帶線
[0026] 5---第2微帶線6---第3微帶線
[0027] 7---第4微帶線8---第1諧振器
[0028] 9---第2諧振器10---金屬地板
【具體實施方式】
[0029] 為了使本發明的目的、技術方案及有益效果更加清楚，下面結合附圖及實施例，對 本發明作進一步詳細說明。
[0030] 圖1為本發明的微帶三通帶濾波器橫截面示意圖。介質基板1的介電常數為2. 2， 厚度為〇. 508mm，介質基板下面是接地金屬層10,厚度為0. 035mm。
[0031] 圖2為本發明的微帶三通帶濾波器平面電路結構示意圖，在介質基板1上面的中 間位置左右對稱地設置有輸入饋線2和輸出饋線3,左邊的輸入饋線2為"r~"形，右邊的 輸出饋線3為:"一|"_開多，輸入饋線2與輸出饋線3的間距為0. 8mm;輸入饋線2由第1微帶 線4和第2微帶線5構成，第1微帶線4的尺寸為2. 5X2. 0mm，第2微帶線5的尺寸為 17. 67XI.Omm;輸出饋線3由第3微帶線6和第4微帶線7構成，第3微帶線6的尺寸為 2. 5X2.Omm,第4微帶線7的尺寸為17. 67XI. 0mm。
[0032] 在輸入饋線2與輸出饋線3的上面設置有第一諧振器8,第一諧振器8為" ^ "形 狀，第一諧振器8與兩饋線之間的水平距離為0. 2_ ;第一諧振器8由中間的高阻抗線和兩 端的低阻抗線構成，其高阻抗線長X寬為27. 62X0. 28mm，其兩端的低阻抗線的長X寬分 別為 4. 26XI. 92mm。
[0033] 輸入饋線與輸出饋線既可以作為輸入饋線也可以作為輸出饋線，第1微帶線4和 第3微帶線6均采用特性阻抗為50歐姆的微帶線且為平行耦合饋電。
[0034] 在輸入饋線2與輸出饋線3的下面設置有第二諧振器9,第二諧振器9為形 狀，第二諧振器9與兩饋線之間的水平距離為0. 3_ ;第二諧振器9由中間的高阻抗線和兩 端的低阻抗線構成，其高阻抗線長X寬為18. 84X0. 28mm，其兩端的低阻抗線的長X寬分 別為 2. 92X1. 92mm。
[0035] 上述有關數值均為本發明的優選數值，本發明并不局限于上述實施例，很多細節 的變化是可能的，但這并不因此違背本發明的范圍和精神。
[0036] 圖3是本發明具體實施例的微帶三通帶濾波器仿真的頻率響應曲線圖。圖中包 含兩條曲線Sn，S21，曲線S11是反射特性曲線，曲線S21是傳輸特曲線。由圖可知，第一通帶 的中心頻率是2. 4GHz，插入損耗為-0. 17dB，回波損耗為-31. 80dB;第二通帶的中心頻率為 3. 3GHz，插入損耗為-0. 37dB，回波損耗為-23. 81dB;第三通帶的中心頻率為5. 2GHz，插入 損耗為-0. 69dB，回波損耗為-20.OldB。
【主權項】
1. 一種基于SIR結構的三通帶微帶濾波器，包括介質基板、金屬層和電路結構，其特征 在于，所述介質基板（1)上面的中間位置左右對稱地設置有輸入饋線（2)和輸出饋線（3)， 左邊的輸入饋線（2)為"r-"形，右邊的輸出饋線（3)為"一產形，輸入饋線（2)與輸出饋線 (3)的間距為（0.65~0.85)mm;輸入饋線⑵由第1微帶線⑷和第2微帶線（5)構成，第 1微帶線⑷的尺寸為（2. 2~2. 8)X(1. 5~2. 5)mm，第2微帶線（5)的尺寸為（17. 5~ 18. 5)X(0? 5~1. 0)mm;輸出饋線（3)由第3微帶線（6)和第4微帶線（7)構成，第3微 帶線（6)的尺寸為（2. 2~2. 8)X(1. 5~2. 5)mm，第4微帶線（7)的尺寸為（17. 5~ 18. 5)X(0? 5 ~1. 0)mm; 在輸入饋線（2)與輸出饋線（3)的上面設置有第一諧振器（8)，第一諧振器（8)為 形狀，第一諧振器⑶與兩饋線之間的水平距離為0. 2~0. 4mm;第一諧振器⑶由 中間的高阻抗線和兩端的低阻抗線構成，其高阻抗線長X寬為（27~30)X(0. 25~0. 3) mm，其兩端的低阻抗線的長X寬分別為（4~6)X(1~2)mm; 在輸入饋線（2)與輸出饋線（3)的下面設置有第二諧振器（9)，第二諧振器（9)為 形狀，第二諧振器（9)與兩饋線之間的水平距離為0. 2~0. 4mm;第二諧振器（9)由中間的 高阻抗線和兩端的低阻抗線構成，其高阻抗線長X寬為（17~19)X(0. 25~0. 3)mm，其兩 端的低阻抗線的長X寬分別為（2. 5~3)X(1~2)mm; 介質基板（1)的下面設置有金屬層（10)。2. 根據權利要求1所述的基于SIR結構的三通帶微帶濾波器，其特征在于，所述的介質 基板（1)的介電常數為2. 2,厚度為0? 508mm。3. 根據權利要求1所述的基于SIR結構的三通帶微帶濾波器，其特征在于，所述的第1 微帶線（4)和第3微帶線（6)的特征阻抗均為50歐姆。4. 根據權利要求1所述的基于SIR結構的三通帶微帶濾波器，其特征在于，所述的輸入 饋線（2)及輸出饋線（3)通過耦合間距對第一諧振器和第二諧振器進行饋電，饋電方式為 平行親合饋電。5. 根據權利要求1所述的基于SIR結構的三通帶微帶濾波器，其特征在于，所述的金屬 層（10)的厚度為〇. 〇35mm。
【專利摘要】本發明公開了一種基于SIR結構的三通帶微帶濾波器，其介質基板上面的中間位置左右對稱地設置有輸入饋線和輸出饋線，左邊輸入饋線為形，右邊輸出饋線為形，輸入饋線由第1和第2微帶線構成，輸出饋線由第3和第4微帶線構成。在輸入饋線與輸出饋線的上面設置有第一諧振器，為形狀，與兩饋線之間的水平距離為0.2mm，第一諧振器由中間的高阻抗線和兩端的低阻抗線構成。在輸入饋線與輸出饋線的下面設置有第二諧振器，為形狀，與兩饋線之間的水平距離為0.3mm，第二諧振器由中間的高阻抗線和兩端的低阻抗線構成。本發明在兩階階躍阻抗諧振器產生雙頻特性的基礎上，并聯另一個兩階階躍阻抗諧振器實現第三個通帶，同時滿足了WLAN和WiMAX的通信要求。
【IPC分類】H01P1/203
【公開號】CN105024122
【申請號】CN201510430523
【發明人】李玲霞, 葉靜, 張帥, 孫浩, 于經洋
【申請人】天津大學
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年7月21日