一种微带超宽阻带低通滤波器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种微带超宽阻带低通滤波器，包括双面覆铜微带板，所述双面覆铜微带板的同一面上分别制作有输入端馈线、输出端馈线、左右相对的均匀阻抗谐振器、上下相对的阶跃阻抗谐振器、连接线，所述双面覆铜微带板的另一面上制作有缺陷地结构；所述上下相对的阶跃阻抗谐振器相互连接，并设在左右相对的均匀阻抗谐振器之间，所述左右相对的均匀阻抗谐振器分别通过各自相应的连接线与所述上下相对的阶跃阻抗谐振器连接，所述输入端馈线和输出端馈线分别与相应的均匀阻抗谐振器连接。本发明具有结构简单可靠、选择性好、低损耗、滚降快、体积小、成本低、超宽阻带等优点。
【专利说明】一种微带超宽阻带低通滤波器
【技术领域】
[0001]本发明涉及高频组件的【技术领域】，尤其是指一种微带超宽阻带低通滤波器。
【背景技术】
[0002]随着信息产业和无线通信系统的蓬勃发展，微波频谱资源日趋紧张，各种微波毫米波电路、组件及系统的应用越来越广泛，频带的划分越来越精细，利用率越来越高，而低通滤波器作为电路系统里重要的组成部分之一，其性能的优劣很大程度决定了系统的工作质量。低通滤波器是指容许低于截止频率的信号通过，但高于截止频率的信号不能通过的滤波器，其主要工作于通信系统发射端的前级以及接收端的后级，用于抑制谐波和杂波信号，低损耗通过有用信号。
[0003]近些年来，为了设计出体积小、带内损耗小、滚降快、超宽阻带的性能良好的低通滤波器，学者们提出了许多新型的谐振器结构，其中有些的确展现出良好的性能:阻带较宽，滚降较快；而有些通过级联起来也能展现出较宽的阻带带宽，然而体积却过大，不易于集成。除了从微带表面结构着手，因具有带隙特性以及慢波特性，许多学者也将精力投入到了各种各样的缺陷地结构，在单一微带线上加入缺陷地可以引入传输零点从而可以产生低通滤波器的效应。然而，以上各种措施对于展现超宽阻带并且较小体积方面上还是欠佳。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构合理可靠、选择性好、低损耗、滚降快、体积小、成本低、具有超宽阻带的微带超宽阻带低通滤波器。
[0005]为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为:一种微带超宽阻带低通滤波器，包括双面覆铜微带板，所述双面覆铜微带板的同一面上分别制作有用于馈入电磁波信号的输入端馈线、用于馈出电磁波信号的输出端馈线、左右相对的均匀阻抗谐振器、上下相对的阶跃阻抗谐振器、连接线，所述双面覆铜微带板的另一面上制作有缺陷地结构；其中，所述上下相对的阶跃阻抗谐振器相互连接，并对应设在左右相对的均匀阻抗谐振器之间，所述左右相对的均匀阻抗谐振器分别通过各自相应的连接线与所述上下相对的阶跃阻抗谐振器连接，所述输入端馈线和输出端馈线分别与相应的均匀阻抗谐振器连接。
[0006]所述输入端馈线和输出端馈线均为50欧姆的匹配阻抗。
[0007]所述左右相对的均匀阻抗谐振器中，每一边至少有一对上下相对的均匀阻抗谐振器，且所述上下相对的均匀阻抗谐振器相互连接。
[0008]每个阶跃阻抗谐振器均由宽窄不一的两传输线构成，且所述上下相对的阶跃阻抗谐振器通过各自相近的传输线连接，所述左右相对的均匀阻抗谐振器通过连接线与所述阶跃阻抗谐振器相靠的传输线连接。
[0009]所述上下相对的阶跃阻抗谐振器至少有一对。
[0010]所述缺陷地结构的形状为哑铃状。
[0011]所述左右相对的均匀阻抗谐振器均进行折叠弯曲，转角处都进行削平。[0012]每个阶跃阻抗谐振器中较宽的传输线均进行折叠弯曲，转角处都进行削平。
[0013]所述左右相对的均匀阻抗谐振器镜像对称，所述上下相对的阶跃阻抗谐振器镜像对称。
[0014]所述上下相对的均匀阻抗谐振器镜像对称。
[0015]本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果:
[0016]1、结合均匀阻抗谐振器、阶跃阻抗谐振器、缺陷地三种结构产生多个传输零点，极大地拓展了低通滤波器的阻带带宽，展现超宽阻带性质；
[0017]2、在保证超宽阻带的同时，插入损耗、回波损耗以及选择性方面都有出色的表现；
[0018]3、该结构设计简单，体积小，成本低，可以适用于很多种通信系统。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本发明的俯视图。
[0020]图2为本发明的仰视图。
[0021]图3为本发明的整个效果结构图。
[0022]图4为本发明的低通滤波器的散射参数测试结果图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
[0024]本发明所述的微带超宽阻带低通滤波器是制作在双面覆铜微带板上，使用机械刻制、激光刻制、电路板腐蚀等技术均可容易地制作。本发明的核心内容在于组合多种结构设计出一款性能优越的超宽阻带低通滤波器。
[0025]参见图1所示，本实施例所述的微带超宽阻带低通滤波器以印刷电路板的方式制作在介电常数为2.55、厚度为0.8mm的聚四氟乙烯双面覆铜微带板I上。所述双面覆铜微带板的同一面上分别制作有用于馈入电磁波信号的输入端馈线2、用于馈出电磁波信号的输出端馈线13、左右镜像对称的均匀阻抗谐振器、上下镜像对称的阶跃阻抗谐振器、连接线(具体为高阻抗连接线)，所述左右镜像对称的均匀阻抗谐振器中，每一边均有一对上下镜像对称的均匀阻抗谐振器，且所述上下镜像对称的均匀阻抗谐振器相互连接，具体如图1所示，左边设有上下镜像对称的均匀阻抗谐振器3、4，右边设有上下镜像对称的均匀阻抗谐振器11、12，所述均匀阻抗谐振器3、4、11、12均进行折叠弯曲，以减少滤波器的体积，其转角处都进行削平，以减少传输信号的反射。在本实施例中，所述上下镜像对称的阶跃阻抗谐振器有一对，每个阶跃阻抗谐振器均由宽窄不一的两传输线构成，具体如图1所示，上边的阶跃阻抗谐振器由传输线6、7组成，下边的阶跃阻抗谐振器由传输线8、9组成，且上边的阶跃阻抗谐振器较窄的传输线7与下边的阶跃阻抗谐振器较窄的传输线8连接，同时，上边的阶跃阻抗谐振器较宽的传输线6与下边的阶跃阻抗谐振器较宽的传输线9均进行折叠弯曲，以减少滤波器的体积，其转角处都进行削平，以减少传输信号的反射。此外，本实施例所述的输入端馈线2与左边的均匀阻抗谐振器3、4连接，所述的输出端馈线13与右边的均匀阻抗谐振器11、12连接，所述的输入端馈线2和输出端馈线13均为50欧姆的匹配阻抗，同时，所述左边的均匀阻抗谐振器3、4通过连接线5连接上下镜像对称的阶跃阻抗谐振器的传输线7、8，所述右边的均匀阻抗谐振器11、12通过连接线10连接上下镜像对称的阶跃阻抗谐振器的传输线7、8。
[0026]参见图2所示，本实施例所述双面覆铜微带板I的另一面上制作有四个整体呈哑铃状的缺陷地结构14、15、16、17，从图中可知，该缺陷地结构14、15的形状大小相同，该缺陷地结构16、17的形状大小相同，且缺陷地结构16、17对应设在缺陷地结构14、15之间。
[0027]参见图3所示，充分显示了本发明的微带超宽阻带低通滤波器的整个结构效果。
[0028]参见图4所示，显示了本微带超宽阻低通滤波器的散射参数测试结果，其中，横轴表示本发明的低通滤波器的信号频率，纵轴表示幅度，包括插入损耗(S21)的幅度和回波损耗(S11)的幅度，S21表示通过本发明的低通滤波器的信号的输入功率与信号的输出功率之间的关系，其相应的数学函数为:输出功率/输入功率(dB)=20*log|S21|。在本发明的低通滤波器的信号传输过程中，信号的部分功率被反射回信号源，被反射的功率成为反射功率。S11表示通过本发明中四频滤波器的信号的输入功率与信号的反射功率之间的关系，其相应的数学函数如下:反射功率/入射功率==20*log| S111。
[0029]从图中可知，该低通滤波器_3dB截止频率为1.2GHz，通带内插入损耗绝对值低于
0.3dB,回波损耗绝对值大于17dB，-20dB阻带抑制从1.57GHz开始，最高超过30GHz。无论从插入损耗、回波损耗、选择性以及阻带宽度方面都有出色的表现，尤其在阻带宽度方面。
[0030]在保证截止频率不变的情况下，调节均匀阻抗谐振器3、4、11、12的长度以及上下阶跃阻抗谐振器的阻抗比和长度可以改变传输零点的位置，同时通过缺陷地结构的引入，一方面增加连接传输线的阻抗，克服因阻抗太高导致传输线过窄而难以加工的困难，另一方面引入额外的两个传输零点(一种形状大小产生一个)，通过合理地安排所有的传输零点，配合仿真优化，能极大地拓展了滤波器的阻带。
[0031]以上所述之实施例子只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。
【权利要求】
1.一种微带超宽阻带低通滤波器，包括双面覆铜微带板，其特征在于:所述双面覆铜微带板的同一面上分别制作有用于馈入电磁波信号的输入端馈线(2)、用于馈出电磁波信号的输出端馈线(13)、左右相对的均匀阻抗谐振器、上下相对的阶跃阻抗谐振器、连接线，所述双面覆铜微带板的另一面上制作有缺陷地结构；其中，所述上下相对的阶跃阻抗谐振器相互连接，并对应设在左右相对的均匀阻抗谐振器之间，所述左右相对的均匀阻抗谐振器分别通过各自相应的连接线与所述上下相对的阶跃阻抗谐振器连接，所述输入端馈线(2)和输出端馈线(13)分别与相应的均匀阻抗谐振器连接。
2.根据权利要求1所述的一种微带超宽阻带低通滤波器，其特征在于:所述输入端馈线(2)和输出端馈线(13)均为50欧姆的匹配阻抗。
3.根据权利要求1所述的一种微带超宽阻带低通滤波器，其特征在于:所述左右相对的均匀阻抗谐振器中，每一边至少有一对上下相对的均匀阻抗谐振器，且所述上下相对的均匀阻抗谐振器相互连接。
4.根据权利要求1所述的一种微带超宽阻带低通滤波器，其特征在于:每个阶跃阻抗谐振器均由宽窄不一的两传输线构成，且所述上下相对的阶跃阻抗谐振器通过各自相近的传输线连接，所述左右相对的均匀阻抗谐振器通过连接线与所述阶跃阻抗谐振器相靠的传输线连接。
5.根据权利要求1所述的一种微带超宽阻带低通滤波器，其特征在于:所述上下相对的阶跃阻抗谐振器至少有一对。
6.根据权利要求1所述的一种微带超宽阻带低通滤波器，其特征在于:所述缺陷地结构的形状为哑铃状。
7.根据权利要求1或3所述的一种微带超宽阻带低通滤波器，其特征在于:所述左右相对的均匀阻抗谐振器均进行折叠弯曲，转角处都进行削平。
8.根据权利要求4所述的一种微带超宽阻带低通滤波器，其特征在于:每个阶跃阻抗谐振器中较宽的传输线均进行折叠弯曲，转角处都进行削平。
9.根据权利要求1所述的一种微带超宽阻带低通滤波器，其特征在于:所述左右相对的均匀阻抗谐振器镜像对称，所述上下相对的阶跃阻抗谐振器镜像对称。
10.根据权利要求3所述的一种微带超宽阻带低通滤波器，其特征在于:所述上下相对的均匀阻抗谐振器镜像对称。
【文档编号】H01P1/203GK103633399SQ201310582748
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年11月19日 优先权日:2013年11月19日
【发明者】陈付昌, 胡豪涛, 褚庆昕 申请人:华南理工大学