一种分形结构的直列平行耦合微带滤波器的制作方法

本发明属于滤波器技术领域，涉及一种分形结构的直列平行耦合微带滤波器。

背景技术：

随着通信技术不断发展，更多用户有更多的需求，系统对分频和选频的要求越来越高，正因为滤波器具有选频功能，所以系统对微波滤波器也提出了越来越高的要求。耦合微带线带通滤波器具有尺寸小、重量轻、易于加工等优点，在微波电路和系统中得到了广泛的应用。由于微带结构的非均匀特性使得微带耦合线的偶模和奇模的有效介电常数有明显的差异，每种模式的相速又明显不同，导致这种类型滤波器的二次谐波较大，二次谐波会加快发射机接收机的老化速度，对其寿命产生影响。在制造高介电常数材料的滤波器时，上述问题变得更加明显，这就严重限制了其应用。

传统的平行耦合微带滤波器的结构如图1所示。

为抑制谐波输出，国内外的研究人员做了大量工作，例如改变原有的耦合原理，如在耦合微带线之间接入一段微带线的sir带通滤波器以增加耦合微带线之间的耦合；在地板上腐烛工作频点为滤波器二次谐波频率的带阻周期结构，如ebg、srr等。然而，这些在地平面上刻有周期性图案的结构的一个共同缺点是，为了使周期性地平面有效，整个结构必须远离其他地导体悬浮起来。几何图形变得复杂，并且由于地平面上的不连续而产生不必要的辐射，使得原件变得复杂，并存在漏波现象。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种分形结构的直列平行耦合微带滤波器。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种分形结构的直列平行耦合微带滤波器，所述微带滤波器中，对微带线二阶分形时只对长进行分形，分形的宽度为原微带线宽度的倍数。

可选的，所述微带线设置有开口。

可选的，所述微带滤波器的工作频段在2.4ghz；3db带宽为15％；频段为2.22ghz-2.58ghz，带内纹波1.5db；介质材料采用罗杰斯ro3010，介电常数为10.2，损耗正切为0.0035，平行耦合微带线级联数为6阶，总占用面积为82*30mm²。

可选的，所述微带滤波器的输入端和输出端为50欧姆。

本发明的有益效果在于：

1)本发明创造与文献1(esam,hassann,mohd.abasma,etal.reducedsizemicrostripfractalfilterwithsuppressedsecondharmonic[c]//microwaveconference.ieee,2009.)相比，具有的优点：尺寸更小；

2)本发明创造与文献2(dastk,chatteqees.2ndharmonicsuppressioninparallel-coupledmicrostripbandpassfilterbyusingkochfractals[c]//2017.)相比，具有的优点：二次谐波抑制能力更强；

3)本发明创造与文献3(kalyani,india.spuriousharmonicsuppressioninafoldedparallel-coupledmicrostripbandpassfilterbyusingtriangularcorrugations[c]//2017)相比，具有的优点：二次谐波抑制能力相当但结构相对简单。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为传统平行耦合微带线滤波器的结构；

图2为设置开口长度的微带线；

图3为平行耦合微带滤波器；

图4为传统平行耦合微带线带通滤波器s参数图；

图5为直列结构平行耦合微带滤波器；

图6为直列结构平行耦合微带滤波器s参数图；

图7为minkowski分形；图7(a)为传统minkowski分形；图7(b)为新型minkowski分形；

图8为微带线分形过程；

图9为新型minkowski分形结构的直列结构平行耦合微带滤波器；

图10为新型minkowski分形结构的直列结构平行耦合微带滤波器s参数图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

为了制作直列结构的需要，每对微带线间设置开口长度，如图2所示。参见附图3，本实施例，工作频段在2.4ghz，3db带宽为15％,频段为2.22ghz-2.58ghz，带内纹波1.5db,介质材料采用罗杰斯ro3010，介电常数为10.2，损耗正切为0.0035，平行耦合微带线级联数为6阶，总占用面积为82*30mm²，滤波器输入端和输出端均为50欧姆，s参数分布图如图4所示。

参见附图5，与传统的平行耦合微带滤波器相比，直列结构的微带滤波器是关于中线对称的近似二阶结构，能有效改善裙部对称问题，滤波器总宽度下降导致介质基板宽度下降，达到尺寸小型化的目的，总占用面积为82*12mm²。并未解决二次谐波衰减小的问题，s参数分布图如图6所示。

本发明将传统的微带滤波器变为折叠形式滤波器，改变了微带滤波器的结构，使滤波器尺寸下降，能有效改善滤波器裙部特性。传统的minkowski分形结构如图7(a)所示，对微带线的长和宽进行分形，分形的宽度为原微带线长度的倍数。采用新型minkowski分形结构在二阶分形时只对长进行分形，分形的宽度为原微带线宽度的倍数，如图7(b)所示。

参见附图7(a)(b)，与传统minkowski分形结构不同的地方是，新型minkowski分形只对微带线截面的长进行分形，长度与传统分形结构一样，宽度为原微带线宽度的倍数。折叠结构平行耦合微带滤波器对每对耦合线的各截面的边缘采用二阶分形，微带线间的分形过程如图8所示，向内侧进行分形，一阶分形通过调节横纵比a/b和每对微带线的l,s,w进行优化达到预期效果，二阶分形通过调节横纵比a/b，a/c和每对微带线的l,s进行优化达到预期效果，优化后的二阶分形结构的s参数分布图如图8所示。

参见附图9，本实施例为一种新型minkowski分形结构的2.4ghz直列平行耦合。

图10为新型minkowski分形结构的直列结构平行耦合微带滤波器s参数图。

本实施例中，滤波器的尺寸缩减60％，其二次谐波衰减提升了60db。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。