一种双频带带阻微带滤波器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及通信技术领域的抗干扰滤波技术，特别涉及一种双频带带阻微带 滤波器。
【背景技术】
[0002] 随着信息时代的逐步深入，覆盖范围日趋扩大的无线信号有可能对军用装备的敏 感电子系统，特别是综合电子信息（C 4ISR)系统（即指挥、控制、通信、计算机、情报、监视、 侦察系统），造成干扰，使其存在一定的复杂电磁环境的敏感风险。通常可以在军用装备的 电子系统中采用微带带通或带阻滤波器进行滤波，以消除无线信号对军用装备的高精度接 收设备带来的影响。
[0003] 目前，移动通信的900MHz和1. 8GHz的信号覆盖范围很广，其对军用装备的敏感电 子系统带来干扰的可能性很大，但由于多采用传统的带通滤波方式实现滤波，带阻滤波存 在一定设计难度，目前没有一种双频带带阻滤波器能够有效的滤除该两个频率的信号。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型解决的技术问题是现有技术中没有一种能够滤除900MHz和1. 8GHz的 信号的双频带带阻滤波器的问题，进而提供一种能够应用至900MHz和1. 8GHz的信号的滤 除的双频带带阻微带滤波器。
[0005] 为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：
[0006] 一种双频带带阻微带滤波器，包括从顶部往底部依次层叠的第一金属层、介质层 和第二金属层，所述第一金属层的金属图案包括发夹型阶梯阻抗谐振器，所述发夹型阶梯 阻抗谐振器的开路端耦合线采用对称设置的阶梯阻抗加载耦合线。
[0007] 优选地，所述阶梯阻抗加载耦合线由五段阶梯阻抗顺序连接而成。
[0008] 优选地，所述阶梯阻抗加载耦合线的五段阶梯阻抗中第一阶梯、第三阶梯以及第 五阶梯的尺寸相同，第二阶梯和第四阶梯的尺寸相同。
[0009] 优选地，所述第一阶梯的宽度大于所述第二阶梯的宽度。
[0010] 优选地，所述双频带带阻微带滤波器的两个输入输出端口对称设置在所述发夹型 阶梯阻抗谐振器两侧，且分别与所述发夹型阶梯阻抗谐振器的外部阶梯谐振器单元连接。
[0011] 优选地，两个所述输入输出端口经直连微带线连接，所述直连微带线与所述发夹 型阶梯阻抗谐振器的外部阶梯谐振器单元连接为一体。
[0012] 优选地，所述双频带带阻微带滤波器还包括壳体，所述第一金属层、所述介质层以 及所述第二金属层设置在所述壳体中。
[0013] 本实用新型的有益效果如下：
[0014] 本实用新型的双频带带阻微带滤波器的结构形成的谐振单元是一个具有阶梯阻 抗加载的谐振单元，可以通过调整结构参数，例如外部阶梯谐振器单元的参数尺寸、阶梯 阻抗加载耦合线的尺寸，来调整谐振频率，从而调整滤波器的阻带及带宽，进而可以实现 900MHz和1. 8GHz的双频带带阻滤波。且与现有的滤波器相比，本实用新型具有通带插入损 耗较低、阻带插入损耗高、通带与阻带的过度频率窄、谐波抑制较好等优点。
【附图说明】
[0015] 图1为本实用新型的双频带带阻微带滤波器结构示意图；
[0016] 图2为本实用新型的双频带带阻微带滤波器上第一金属层平面结构示意图；
[0017] 图3为本实用新型的双频带带阻微带滤波器的第一金属层上各结构参数标示图；
[0018] 图4为本实用新型的双频带带阻微带滤波器的等效电路示意图；
[0019] 图5为本实用新型一种典型应用情况的双频带带阻滤波器的仿真和测试结果图。
[0020] 图中：
[0021] 1第一金属层、2介质层、3第二金属层、11输入输出端口、12直连微带线、13外部 阶梯谐振器单元、14阶梯阻抗加载親合线、141第一阶梯、142第二阶梯、143第三阶梯、144 第四阶梯、145第五阶梯。
【具体实施方式】
[0022] 下面结合附图和具体实施例对本实用新型的技术方案和有益效果进一步进行说 明。
[0023] 参见附图1和附图2,本实用新型的双频带带阻微带滤波器，包括从顶部往底部依 次层叠的第一金属层1、介质层2和第二金属层3,第一金属层1的金属图案包括发夹型阶 梯阻抗谐振器（发夹型SIR)，发夹型阶梯阻抗谐振器的开路端耦合线采用对称设置的阶梯 阻抗加载耦合线14。
[0024] 本实用新型的双频带带阻微带滤波器采用半波长发夹型SIR(发夹型SIR为半波 长SIR)作为基本谐振单元，其主体为U型结构，开口端的平行耦合线结构不仅能设计出轻 巧的SIR以实现小型化，同时也可以增加设计的灵活性。
[0025] 本实用新型中，通过将阶梯阻抗加载耦合线14设置成由五段阶梯阻抗顺序连接 而成，并进一步设置阶梯阻抗加载耦合线14的五段阶梯阻抗中第一阶梯141、第三阶梯143 以及第五阶梯145的尺寸相同，第二阶梯142和第四阶梯144的尺寸相同，第一阶梯141的 宽度大于第二阶梯142的宽度，从而能够方便地调节双频带带阻微带滤波器的阻带及带宽 使其能够方便地应用至900MHz和1. 8GHz的信号的滤除。
[0026] 为了方便地与待滤波电路连接，本实用新型中，双频带带阻微带滤波器的两个输 入输出端口 11对称设置在发夹型阶梯阻抗谐振器两侧，且分别与发夹型阶梯阻抗谐振器 的外部阶梯谐振器单元13连接。
[0027] 两个输入输出端口 11经直连微带线12连接，直连微带线12与发夹型阶梯阻抗谐 振器的外部阶梯谐振器单元13连接，从而形成了发夹型阶梯阻抗滤波的基本结构。
[0028] 参见图2,本实用新型的双频带带阻微带滤波器第一金属层11上的金图案整体上 为一个对称结构，以图中所示的方位为参考，整体上沿半波长发夹型SIR的水平中心线上 下对称。
[0029]传统的半波长发夹型SIR基本结构的等效电路可以当做两条开路端面并联耦合 线和一条单一传输线的并联来进行分析，在谐振状态下，半波长发夹型SIR在其两开路端 具有最大的电场分布，其在基本谐振处产生奇模场分布，而在较高谐振模式下的电场分布 为偶模式，相应的谐振条件为：
[0030] 奇模式：长度13和1p。的正切之积等于zp。和zs之比。
[0031] 偶模式：长度13和1 p,正切之积等于zp,zs之比。
[0032] 其中，Zp。和Zpe为并联耦合线（对应图2阶梯阻抗加载耦合线14部分）的奇模阻 抗和偶模阻抗，l p。和1 为并联耦合线的电长度；而Z 3和1 s则分别是单一传输线（对应图 2中直连微带线12及其两边连接的外部阶梯谐振器单元13的部分）的阻抗和电长度。
[0033] 本实用新型的双频带带阻微带滤波器是在传统半波长发夹型SIR的结构基础上， 将多级阶梯阻抗加载到SIR的两条耦合线上形成，参考传统的半波长发夹型SIR基本结构 的等效电路，可以得到本实用新型的双频带带阻滤波器的等效电路，如图4所示，图中，Z 31、 232、233、234、235分别为第一阶梯141至第五阶梯145的阻抗，1 31、132、133、134、135分别为第一 阶梯141至第五阶梯145的电长度，为直连微带线12的电长度，1 2为外部阶梯谐振器单 元13的电长度，Zi为直连微带线12的阻抗、〖2为外部阶梯谐振器单元13的阻抗，本实用 新型的双频带带阻滤波器的谐振条件与传统半波长发夹型SIR的谐振条件相同。
[0034] 通过使用有限元仿真软件Ansoft HFSS进行多参数优化来完成本实用新型的双频 带带阻滤波器的设计与仿真，获得各参数尺寸的最优值，使其能够应用至900MHz和1. 8GHz 的信号的滤除，具体设计方法如下：
[0035] 本实用新型的双频带带阻滤波器，调整外部阶梯谐振器单元13的参数尺寸来粗 调中心频率，并可进一步调整阶梯阻抗加载耦合线的尺寸来微调中心频率：外部阶梯谐振 器单元13的尺寸增大会使阻带的中心频率变低，反之会使之增高。其中，外部阶梯谐振器 单元13长度L。的改变对结果影响尤为显著，如表1所示，随着L。的增加，本实用新型的双 频带带阻滤波器两个阻带的中心频率4和f h会显著降低，阻带中心频率之差fh_fV#减小， 而两个阻带的带宽氏和B h也会减小，反之亦成立。
[0036] 表1不同L。的仿真结果
[0037]
【主权项】
1. 一种双频带带阻微带滤波器，包括从顶部往底部依次层叠的第一金属层（I)、介质 层（2)和第二金属层（3)，其特征在于：所述第一金属层（1)的金属图案包括发夹型阶梯阻 抗谐振器，所述发夹型阶梯阻抗谐振器的开路端耦合线采用对称设置的阶梯阻抗加载耦合 线（14)。
2. 如权利要求1所述双频带带阻微带滤波器，其特征在于：所述阶梯阻抗加载耦合线 (14)由五段阶梯阻抗顺序连接而成。
3. 如权利要求2所述双频带带阻微带滤波器，其特征在于：所述阶梯阻抗加载耦合线 (14)的五段阶梯阻抗中第一阶梯（141)、第三阶梯（143)以及第五阶梯（145)的尺寸相同， 第二阶梯（142)和第四阶梯（144)的尺寸相同。
4. 如权利要求3所述双频带带阻微带滤波器，其特征在于：所述第一阶梯（141)的宽 度大于所述第二阶梯（142)的宽度。
5. 如权利要求1至4中任一项所述双频带带阻微带滤波器，其特征在于：所述双频带 带阻微带滤波器的两个输入输出端口（11)对称设置在所述发夹型阶梯阻抗谐振器两侧， 且分别与所述发夹型阶梯阻抗谐振器的外部阶梯谐振器单元（13)连接。
6. 如权利要求5所述双频带带阻微带滤波器，其特征在于：两个所述输入输出端口 (11)经直连微带线（12)连接，所述直连微带线（12)与所述发夹型阶梯阻抗谐振器的外部 阶梯谐振器单元（13)连接为一体。
7. 如权利要求1、2、3、4或6所述双频带带阻微带滤波器，其特征在于：所述双频带带 阻微带滤波器还包括壳体，所述第一金属层（1)、所述介质层（2)以及所述第二金属层（3) 设置在所述壳体中。
【专利摘要】本实用新型公开了一种双频带带阻微带滤波器，包括从顶部往底部依次层叠的第一金属层、介质层和第二金属层，第一金属层的金属图案包括发夹型阶梯阻抗谐振器，发夹型阶梯阻抗谐振器的开路端耦合线采用对称设置的阶梯阻抗加载耦合线。本实用新型的双频带带阻微带滤波器的结构形成的谐振单元是一个具有阶梯阻抗加载的谐振单元，可以通过调整结构参数，例如外部阶梯谐振器单元的参数尺寸、阶梯阻抗加载耦合线的尺寸，来调整谐振频率，从而调整滤波器的阻带及带宽，进而可以实现900MHz和1.8GHz的双频带带阻滤波。且与现有的滤波器相比，本实用新型具有通带插入损耗较低、阻带插入损耗高、通带与阻带的过度频率窄、谐波抑制较好等优点。
【IPC分类】H01P1-203
【公开号】CN204596929
【申请号】CN201520330089
【发明人】袁靖, 韩宇南, 郭建卓, 韩猛
【申请人】北京中石正旗技术有限公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年5月21日