专利名称：基于缺陷地结构的低损耗带通滤波器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种缺陷地结构的低损耗带通滤波器，属微波传输器件技术领域。
背景技术：
随着移动通信、卫星通信、雷达和无线遥感技术不断的发展，系统对射频收发前端 的微波、射频滤波器的设计提出了越来越高的要求。微带滤波器由于本身尺寸小、加工复杂 度相对较低、质量轻及易于集成等优点，在微波集成电路(MIC)等电路中得到了广泛使用。在卫星通信技术的发展过程中，对频段、带宽的要求越来越高，宽带微带带通滤波 器的设计也益发的重要，特别是S波段的带通滤波器，在要求微带结构简单、尺寸变小的同 时也要求其相对带宽要达到30%以上。采用缺陷地结构的带通滤波器已有公开报道，如公开号CN101459269公开了一种 基于缺陷地结构的低通滤波器，这种滤波器包括介质基板、金属线、接地金属板和在接地金 属板上蚀刻的缺陷地结构，缺陷地结构是由两个对称的扇形槽通过一个矩形连接槽相连接 构成；公开号CN101308946公开了一种基于新型缺陷地结构的宽带微带耦合器，这种耦合 器包括缺陷地结构、微带结构信号层和端口。但在已有技术中，尚未见折型馈线、T型加载 电容和“凹”型缺陷地结构(DGS)组合的新型滤波结构。折型馈线、T型加载电容和“凹”型DGS是一个新型滤波结构，它不仅实现了结构简 单，小型化的特点，而且较传统的微带带通滤波器而言，通带与阻带特性更好，其具有更低 的插入损耗，还能提高滤波器阻带抑制能力，并克服了表面波和高次谐波分量的干扰。同时 还通过在50欧姆微带线上适当的移动折型馈线的位置可以改变S波段低损耗带通滤波器 的工作频段。
发明内容
本发明的目的是，为了实现一种结构简单，能产生S波段的带通滤波器，本发明提 出一种新型的在50欧姆阻抗匹配的微带传输线上采用一对折型馈线结构，并在此基础上 加载了一对T型加载电容，在地平面上采用“凹”型缺陷地结构(DGS)的带通滤波器，所得 的滤波器不仅结构简单，易于加工，而且能有效的在通带周围产生2个传输零点，低损耗， 同时提高了滤波器阻带抑制能力和克服表面波和高次谐波分量的干扰。本发明的技术方案是，在滤波器上层50欧姆阻抗匹配的微带传输线上采用一对 折型馈线结构并在此基础上加载了一对T型加载电容，并在滤波器地平面上采用“凹”型缺 陷地结构(DGS)。图1所示为T型加载电容的结构图，其结构特点是可以任意选择T型加载电容的 尺寸而获得不同的加载电容量。图2所示是在50欧姆阻抗匹配的微带传输线上的折型馈线结构，并在此基础上加 载了一个T型加载电容。图中(3)为T型加载电容，(1)为50欧姆的输入微带传输线，(5) 为折型馈线结构，T型加载电容加载于输入微带传输线(1)上。
图3所示为本发明一种基于缺陷地结构的低损耗带通滤波器上层结构图，即在50 欧姆阻抗匹配的微带传输线上采用一对折型馈线结构并在此基础上加载了一对T型加载 电容；在50欧姆微带上改变其加载位置可以改变滤波器的工作频段。输入端传输线⑴通过缝隙(10)耦合到输出端传输线⑵；T型加载电容(3)、⑷ 分别加载在输入端传输线(1)和输出端传输线(2)上；折型馈线(5)与加载了 T型加载电 容⑶的输入端传输线⑴通过缝隙⑶耦合；折型馈线(6)与加载了 T型加载电容⑷ 的输出端传输线(2)通过缝隙(9)耦合；折型馈线(5)和折型馈线(6)通过缝隙(7)耦合。 通过调整输入输出传输线与滤波器之间的耦合缝隙(7)的尺寸大小，可以调节带通滤波器 的耦合系数。图4所示为本发明一种基于缺陷地结构的低损耗带通滤波器采用“凹”型缺陷地 结构(DGS)的整体结构图，该缺陷地结构由(11)、(12)、(13)、(14)、(15)、(16)、(17)、(18) 构成，缺陷地(11)与(12)之间设有缝隙(20)，缺陷地(18)与(11)和(12)之间设有缝隙 (19)。“凹”型缺陷地结构(DGS)尺寸的变化能影响滤波器的带外抑制能力；“凹”型缺陷 地结构平面与滤波器上层结构之间的距离为0. 8mm。本发明与现有技术比较的有益效果是，本发明在不增加电路面积的前提下，采用 一种对称的折型馈线结构、T型加载电容和“凹”型DGS不仅简化了加工复杂度、在通带周围 产生2个传输零点而且DGS结构提高了滤波器阻带抑制能力——抑制表面波和高次谐波干 扰，从而获得了很好的频率的选择性。本发明的设计紧凑、微小，易于集成，适用于微波通信电路密集的集成电路中使用。
图1是T型加载的结构图；图2是在50欧姆阻抗匹配的微带传输线上采用一个折型馈线结构，并在此基础上 加载了一个T型加载电容的结构图；图3是在50欧姆阻抗匹配的微带传输线上采用一对折型馈线结构，并在此基础上 加载了一对T型加载电容的结构4是采用“凹”型缺陷地结构(DGS)的整体结构图；图5是本发明实施例一种基于缺陷地结构的低损耗带通滤波器上层整体尺寸图；图6是本发明实施例一种基于缺陷地结构的低损耗带通滤波器DGS层的整体尺寸 图；图中(1)是50欧姆的输入微带传输线；(2)是50欧姆的输出微带传输线；(3)是 第一个T型加载电容；(4)是第二个T型加载电容；(5)是第一个折型馈线结构；(6)是第 二个折型馈线结构；(7)是结构(5)和(6)之间的耦合缝隙；(8)是输入传输线⑴和结构 (5)之间的耦合缝隙；(9)是输出传输线⑵和结构(6)之间的耦合缝隙；(10)是输入传输 线(1)和输出传输线(2)之间的耦合缝隙；(11), (12)、(13)、(14)、(15)、(16)、(17)、(18)、 (21)组成“凹”型缺陷地结构；(19)是缺陷地(18)与缺陷地(11)、(12)之间的缝隙；(20) 是缺陷地(11)与缺陷地(12)之间的缝隙。
具体实施例方式本发明实施例基于缺陷地结构的低损耗带通滤波器由50欧姆阻抗匹配的微带传 输线上采用一个折型馈线结构，并在此基础上加载了一个T型加载电容的上层结构和“凹” 型缺陷地的地面结构(DGS)组成。图5和图6分别为本发明实施例基于缺陷地结构的低损耗带通滤波器上层整体尺 寸图和DGS层的整体尺寸图。本实施例基于缺陷地结构的低损耗带通滤波器上层中，T型加载电容上部的尺寸 为3. 20mmXl. 20mm，下部的尺寸为2. 25mmXl. 20mm，两个加载电容分别加载于距输入传输 线或输出传输线端部5. 10mm处，输入传输线与输出传输线之间的耦合间隙为0. 20mm ；折型 馈线结构的外框尺寸为5. 80mmX6. 25mm,内框尺寸为5. 40mmX 5. 75mm,两个折型馈线结构 之间的耦合间隙为0. 40mm，第一个折型馈线结构距输入传输线端部2. 30mm，两个折型馈线 一端距输入输出传输线之间的耦合间隙为0. 25mm ；两个折型馈线结构中的两条耦合馈线 宽度为0. 40mm，两个折型馈线结构中的其它耦合馈线宽度为0. 50mm。本实施例基于缺陷地结构的低损耗带通滤波器DGS层中，缺陷地外形尺寸为 12. 20mmX7. 90mm，缺陷地(11)和(12)的宽度为 1.50mm，缺陷地(13)、(14)和(21)的宽 度为0.60mm，缺陷地(17)的长度为4. 50、宽度为1.20mm，缺陷地(18)的的长度为1.00、 宽度为0.40mm，缺陷地(11)与缺陷地(12)之间的未缺陷间隙为(20)为0.20mm，缺陷地 (18)与缺陷地(11)和(12)之间的未缺陷间隙为0.25mm，缺陷地(15)和(16)的尺寸为 0. 5mmX 0. 5mm。由于采用折型馈线与T型加载电容对称结构，这种结构成功的产生一个中心频率 为2. 57GHZ，带宽为0. 63GHZ的通带，并在2. 48GHz和2. 65GHz处产生了两个极点，回波损 耗也降至-22dB以下。在具体实施中，通过调整这对折型馈线之间的耦合缝隙宽度和“凹” 型DGS的宽度，使得该滤波特性中的通带两侧变得更陡峭，相对带宽可以达到40%左右，可 以获得较好的频率选择性，并增强输出信号特性。
权利要求
一种基于缺陷地结构的低损耗带通滤波器，其特征在于，具备滤波器上层在50欧姆阻抗匹配的微带传输线上采用一对折型馈线结构并在此基础上加载了一对T型加载电容；滤波器地平面上采用“凹”型缺陷地结构(DGS)。
2.根据权利要求1所述的基于缺陷地结构的低损耗带通滤波器，其特征在于，所述一 对折型馈线(5)和(6)之间通过缝隙(7)耦合；输入微带传输线⑴和输出微带传输线(2) 之间通过缝隙(10)耦合。
3.根据权利要求1所述的基于缺陷地结构的低损耗带通滤波器，其特征在于，所述折 型馈线结构，在50欧姆微带上改变其加载位置可以改变滤波器的工作频段。
4.根据权利要求1所述的基于缺陷地结构的低损耗带通滤波器，其特征在于，所述的 “凹”型缺陷地结构(DGS)，其尺寸的变化能影响滤波器的带外抑制能力。
全文摘要
一种基于缺陷地结构的低损耗带通滤波器，所述滤波器上层在50欧姆阻抗匹配的微带传输线上采用一对折型馈线结构(5)、(6)，并在此基础上加载了一对T型加载电容(3)、(4)；滤波器地平面上采用“凹”型缺陷地结构(DGS)。所述滤波器一对折型馈线(5)和(6)之间通过缝隙(7)耦合；输入微带传输线(1)和输出微带传输线(2)之间通过缝隙(10)耦合。本发明采用一种对称的折型馈线结构、T型加载电容和“凹”型DGS不仅简化了加工复杂度、在通带周围产生2个传输零点而且DGS结构提高了滤波器阻带抑制能力——抑制表面波和高次谐波干扰，从而获得了很好的频率的选择性，本发明的设计紧凑、微小，易于集成，在密集的集成电路中使用方便。
文档编号H01P1/203GK101853975SQ20101015714
公开日2010年10月6日 申请日期2010年4月27日 优先权日2010年4月27日
发明者刘海文, 官雪辉, 张智翀, 张跃进, 文品, 朱路, 王传云, 高晓晖, 黄德昌 申请人:华东交通大学