一種雙頻帶帶阻微帶濾波器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及通信技術領域的抗干擾濾波技術，特別涉及一種雙頻帶帶阻微帶 濾波器。
【背景技術】
[0002] 隨著信息時代的逐步深入，覆蓋范圍日趨擴大的無線信號有可能對軍用裝備的敏 感電子系統，特別是綜合電子信息（C 4ISR)系統（即指揮、控制、通信、計算機、情報、監視、 偵察系統），造成干擾，使其存在一定的復雜電磁環境的敏感風險。通常可以在軍用裝備的 電子系統中采用微帶帶通或帶阻濾波器進行濾波，以消除無線信號對軍用裝備的高精度接 收設備帶來的影響。
[0003] 目前，移動通信的900MHz和1. 8GHz的信號覆蓋范圍很廣，其對軍用裝備的敏感電 子系統帶來干擾的可能性很大，但由于多采用傳統的帶通濾波方式實現濾波，帶阻濾波存 在一定設計難度，目前沒有一種雙頻帶帶阻濾波器能夠有效的濾除該兩個頻率的信號。 【實用新型內容】
[0004] 本實用新型解決的技術問題是現有技術中沒有一種能夠濾除900MHz和1. 8GHz的 信號的雙頻帶帶阻濾波器的問題，進而提供一種能夠應用至900MHz和1. 8GHz的信號的濾 除的雙頻帶帶阻微帶濾波器。
[0005] 為了解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案如下：
[0006] 一種雙頻帶帶阻微帶濾波器，包括從頂部往底部依次層疊的第一金屬層、介質層 和第二金屬層，所述第一金屬層的金屬圖案包括發夾型階梯阻抗諧振器，所述發夾型階梯 阻抗諧振器的開路端耦合線采用對稱設置的階梯阻抗加載耦合線。
[0007] 優選地，所述階梯阻抗加載耦合線由五段階梯阻抗順序連接而成。
[0008] 優選地，所述階梯阻抗加載耦合線的五段階梯阻抗中第一階梯、第三階梯以及第 五階梯的尺寸相同，第二階梯和第四階梯的尺寸相同。
[0009] 優選地，所述第一階梯的寬度大于所述第二階梯的寬度。
[0010] 優選地，所述雙頻帶帶阻微帶濾波器的兩個輸入輸出端口對稱設置在所述發夾型 階梯阻抗諧振器兩側，且分別與所述發夾型階梯阻抗諧振器的外部階梯諧振器單元連接。
[0011] 優選地，兩個所述輸入輸出端口經直連微帶線連接，所述直連微帶線與所述發夾 型階梯阻抗諧振器的外部階梯諧振器單元連接為一體。
[0012] 優選地，所述雙頻帶帶阻微帶濾波器還包括殼體，所述第一金屬層、所述介質層以 及所述第二金屬層設置在所述殼體中。
[0013] 本實用新型的有益效果如下：
[0014] 本實用新型的雙頻帶帶阻微帶濾波器的結構形成的諧振單元是一個具有階梯阻 抗加載的諧振單元，可以通過調整結構參數，例如外部階梯諧振器單元的參數尺寸、階梯 阻抗加載耦合線的尺寸，來調整諧振頻率，從而調整濾波器的阻帶及帶寬，進而可以實現 900MHz和1. 8GHz的雙頻帶帶阻濾波。且與現有的濾波器相比，本實用新型具有通帶插入損 耗較低、阻帶插入損耗高、通帶與阻帶的過度頻率窄、諧波抑制較好等優點。
【附圖說明】
[0015] 圖1為本實用新型的雙頻帶帶阻微帶濾波器結構示意圖；
[0016] 圖2為本實用新型的雙頻帶帶阻微帶濾波器上第一金屬層平面結構示意圖；
[0017] 圖3為本實用新型的雙頻帶帶阻微帶濾波器的第一金屬層上各結構參數標示圖；
[0018] 圖4為本實用新型的雙頻帶帶阻微帶濾波器的等效電路示意圖；
[0019] 圖5為本實用新型一種典型應用情況的雙頻帶帶阻濾波器的仿真和測試結果圖。
[0020] 圖中：
[0021] 1第一金屬層、2介質層、3第二金屬層、11輸入輸出端口、12直連微帶線、13外部 階梯諧振器單元、14階梯阻抗加載親合線、141第一階梯、142第二階梯、143第三階梯、144 第四階梯、145第五階梯。
【具體實施方式】
[0022] 下面結合附圖和具體實施例對本實用新型的技術方案和有益效果進一步進行說 明。
[0023] 參見附圖1和附圖2,本實用新型的雙頻帶帶阻微帶濾波器，包括從頂部往底部依 次層疊的第一金屬層1、介質層2和第二金屬層3,第一金屬層1的金屬圖案包括發夾型階 梯阻抗諧振器（發夾型SIR)，發夾型階梯阻抗諧振器的開路端耦合線采用對稱設置的階梯 阻抗加載耦合線14。
[0024] 本實用新型的雙頻帶帶阻微帶濾波器采用半波長發夾型SIR(發夾型SIR為半波 長SIR)作為基本諧振單元，其主體為U型結構，開口端的平行耦合線結構不僅能設計出輕 巧的SIR以實現小型化，同時也可以增加設計的靈活性。
[0025] 本實用新型中，通過將階梯阻抗加載耦合線14設置成由五段階梯阻抗順序連接 而成，并進一步設置階梯阻抗加載耦合線14的五段階梯阻抗中第一階梯141、第三階梯143 以及第五階梯145的尺寸相同，第二階梯142和第四階梯144的尺寸相同，第一階梯141的 寬度大于第二階梯142的寬度，從而能夠方便地調節雙頻帶帶阻微帶濾波器的阻帶及帶寬 使其能夠方便地應用至900MHz和1. 8GHz的信號的濾除。
[0026] 為了方便地與待濾波電路連接，本實用新型中，雙頻帶帶阻微帶濾波器的兩個輸 入輸出端口 11對稱設置在發夾型階梯阻抗諧振器兩側，且分別與發夾型階梯阻抗諧振器 的外部階梯諧振器單元13連接。
[0027] 兩個輸入輸出端口 11經直連微帶線12連接，直連微帶線12與發夾型階梯阻抗諧 振器的外部階梯諧振器單元13連接，從而形成了發夾型階梯阻抗濾波的基本結構。
[0028] 參見圖2,本實用新型的雙頻帶帶阻微帶濾波器第一金屬層11上的金圖案整體上 為一個對稱結構，以圖中所示的方位為參考，整體上沿半波長發夾型SIR的水平中心線上 下對稱。
[0029]傳統的半波長發夾型SIR基本結構的等效電路可以當做兩條開路端面并聯耦合 線和一條單一傳輸線的并聯來進行分析，在諧振狀態下，半波長發夾型SIR在其兩開路端 具有最大的電場分布，其在基本諧振處產生奇模場分布，而在較高諧振模式下的電場分布 為偶模式，相應的諧振條件為：
[0030] 奇模式：長度13和1p。的正切之積等于zp。和zs之比。
[0031] 偶模式：長度13和1 p,正切之積等于zp,zs之比。
[0032] 其中，Zp。和Zpe為并聯耦合線（對應圖2階梯阻抗加載耦合線14部分）的奇模阻 抗和偶模阻抗，l p。和1 為并聯耦合線的電長度；而Z 3和1 s則分別是單一傳輸線（對應圖 2中直連微帶線12及其兩邊連接的外部階梯諧振器單元13的部分）的阻抗和電長度。
[0033] 本實用新型的雙頻帶帶阻微帶濾波器是在傳統半波長發夾型SIR的結構基礎上， 將多級階梯阻抗加載到SIR的兩條耦合線上形成，參考傳統的半波長發夾型SIR基本結構 的等效電路，可以得到本實用新型的雙頻帶帶阻濾波器的等效電路，如圖4所示，圖中，Z 31、 232、233、234、235分別為第一階梯141至第五階梯145的阻抗，1 31、132、133、134、135分別為第一 階梯141至第五階梯145的電長度，為直連微帶線12的電長度，1 2為外部階梯諧振器單 元13的電長度，Zi為直連微帶線12的阻抗、〖2為外部階梯諧振器單元13的阻抗，本實用 新型的雙頻帶帶阻濾波器的諧振條件與傳統半波長發夾型SIR的諧振條件相同。
[0034] 通過使用有限元仿真軟件Ansoft HFSS進行多參數優化來完成本實用新型的雙頻 帶帶阻濾波器的設計與仿真，獲得各參數尺寸的最優值，使其能夠應用至900MHz和1. 8GHz 的信號的濾除，具體設計方法如下：
[0035] 本實用新型的雙頻帶帶阻濾波器，調整外部階梯諧振器單元13的參數尺寸來粗 調中心頻率，并可進一步調整階梯阻抗加載耦合線的尺寸來微調中心頻率：外部階梯諧振 器單元13的尺寸增大會使阻帶的中心頻率變低，反之會使之增高。其中，外部階梯諧振器 單元13長度L。的改變對結果影響尤為顯著，如表1所示，隨著L。的增加，本實用新型的雙 頻帶帶阻濾波器兩個阻帶的中心頻率4和f h會顯著降低，阻帶中心頻率之差fh_fV#減小， 而兩個阻帶的帶寬氏和B h也會減小，反之亦成立。
[0036] 表1不同L。的仿真結果
[0037]
【主權項】
1. 一種雙頻帶帶阻微帶濾波器，包括從頂部往底部依次層疊的第一金屬層（I)、介質 層（2)和第二金屬層（3)，其特征在于：所述第一金屬層（1)的金屬圖案包括發夾型階梯阻 抗諧振器，所述發夾型階梯阻抗諧振器的開路端耦合線采用對稱設置的階梯阻抗加載耦合 線（14)。
2. 如權利要求1所述雙頻帶帶阻微帶濾波器，其特征在于：所述階梯阻抗加載耦合線 (14)由五段階梯阻抗順序連接而成。
3. 如權利要求2所述雙頻帶帶阻微帶濾波器，其特征在于：所述階梯阻抗加載耦合線 (14)的五段階梯阻抗中第一階梯（141)、第三階梯（143)以及第五階梯（145)的尺寸相同， 第二階梯（142)和第四階梯（144)的尺寸相同。
4. 如權利要求3所述雙頻帶帶阻微帶濾波器，其特征在于：所述第一階梯（141)的寬 度大于所述第二階梯（142)的寬度。
5. 如權利要求1至4中任一項所述雙頻帶帶阻微帶濾波器，其特征在于：所述雙頻帶 帶阻微帶濾波器的兩個輸入輸出端口（11)對稱設置在所述發夾型階梯阻抗諧振器兩側， 且分別與所述發夾型階梯阻抗諧振器的外部階梯諧振器單元（13)連接。
6. 如權利要求5所述雙頻帶帶阻微帶濾波器，其特征在于：兩個所述輸入輸出端口 (11)經直連微帶線（12)連接，所述直連微帶線（12)與所述發夾型階梯阻抗諧振器的外部 階梯諧振器單元（13)連接為一體。
7. 如權利要求1、2、3、4或6所述雙頻帶帶阻微帶濾波器，其特征在于：所述雙頻帶帶 阻微帶濾波器還包括殼體，所述第一金屬層（1)、所述介質層（2)以及所述第二金屬層（3) 設置在所述殼體中。
【專利摘要】本實用新型公開了一種雙頻帶帶阻微帶濾波器，包括從頂部往底部依次層疊的第一金屬層、介質層和第二金屬層，第一金屬層的金屬圖案包括發夾型階梯阻抗諧振器，發夾型階梯阻抗諧振器的開路端耦合線采用對稱設置的階梯阻抗加載耦合線。本實用新型的雙頻帶帶阻微帶濾波器的結構形成的諧振單元是一個具有階梯阻抗加載的諧振單元，可以通過調整結構參數，例如外部階梯諧振器單元的參數尺寸、階梯阻抗加載耦合線的尺寸，來調整諧振頻率，從而調整濾波器的阻帶及帶寬，進而可以實現900MHz和1.8GHz的雙頻帶帶阻濾波。且與現有的濾波器相比，本實用新型具有通帶插入損耗較低、阻帶插入損耗高、通帶與阻帶的過度頻率窄、諧波抑制較好等優點。
【IPC分類】H01P1-203
【公開號】CN204596929
【申請號】CN201520330089
【發明人】袁靖, 韓宇南, 郭建卓, 韓猛
【申請人】北京中石正旗技術有限公司
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年5月21日