一种基于分形技术的悬置带线SIR超宽带低通滤波器

本发明属于微波，具体涉及一种基于分形技术的悬置带线sir超宽带低通滤波器。

背景技术：

1、随着微波技术的快速发展，频谱的使用日益拥挤，人们将研究转向于高频段的开发，因此对超宽带信号处理的需求越来越高。超宽带信号具有宽带和高数据传输速率的特点，因此需要能够传输和处理这种信号的滤波器。研究一种小型化高性能超宽带滤波器逐渐成为工程师们研究的热点，一种小型化高性能超宽带滤波器可以在许多高频领域中实现降噪、信号选择和频谱整形，提高系统性能和可靠性。例如在毫米波频谱扩展模块中，滤波器可以用于滤除不需要的高频噪声，并提供良好的信号选择性和频谱净化，以确保可靠的信号，因此研究的小型化高性能超宽带滤波器有非常高的应用价值。从而带宽更宽，性能更好以及效率更高的滤波器就成为了人们研究主要方向。

2、在传统的低通滤波器设计中，一般采用微带线来设计滤波器，传统的微带线虽然在工艺与实际的应用上具有体积小、易于集成、能够实现大规模加工等优点，但传统的微带线结构在实现超宽通带低通滤波器时，存在在高频时损耗较大，带宽扩展能力不足，带外抑制能力差，通带损耗较大，通带效果抗干扰能力差等不足；因为随着频率增加，微带线本身的损耗会增大，从而导致滤波器的插入损耗增加。这意味着在高频段，滤波器的信号衰减更明显，可能导致信号损失过大。由于微带线的损耗和耦合效应，以及谐振模式的存在，其在高频段可能无法提供足够的带外抑制，导致带外频率信号泄漏到输出端。在高频段，微带线间的电磁耦合可能会变得更加显著，导致带通带头尾的频率响应在高频段不理想。

3、综上所述，亟需一种低通滤波器，能够实现更大的带宽、更小的尺寸和更好的性能。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明提出了一种基于分形技术的悬置带线sir超宽带低通滤波器，该方法包括：上腔体、阶跃阻抗滤波器介质基板、阶跃阻抗滤波器导带、低阻抗线背面贴片和上腔体；所述阶跃阻抗滤波器介质基板嵌置在由上腔体和上腔体合成的完整金属腔体中，所述阶跃阻抗滤波器导带印制在阶跃阻抗滤波器介质基板上表面，低阻抗线背面贴片印制在阶跃阻抗滤波器介质基板下表面。

2、优选的，所述阶跃阻抗滤波器导带由阻抗匹配端口、高阻抗线、不规则分形低阻抗线、电容耦合贴片组成；所述阻抗匹配端口包括输入端口和输出端口。

3、进一步的，所述高阻抗线与所述不规则分形低阻抗线交替分布，且高阻抗线与不规则分形低阻抗线垂直。

4、进一步的，所述不规则分形低阻抗线的形状为在边缘开设有多个缺口的矩形。

5、进一步的，所述电容耦合贴片连接在位于阶跃阻抗滤波器导带最中心的两个不规则分形低阻抗线上，且每个不规则分形低阻抗线均连接有两个电容耦合贴片。

6、进一步的，位于阶跃阻抗滤波器导带最中心的两个不规则分形低阻抗线的缺口数量均为4个，其余不规则分形低阻抗线的缺口数量均为6个。

7、优选的，所述阶跃阻抗滤波器导带关于中心点呈中心对称。

8、优选的，所述上腔体和所述下腔体均为金属铜材质。

9、本发明的有益效果为：本发明针对现有滤波器带宽受限、尺寸庞大以及性能局限问题，设计了一种基于分形技术的悬置带线sir超宽带低通滤波器，该滤波器能够通过悬置带线和分形几何结构的设计，实现更大的带宽，满足处理超宽带信号的需求；通过改变分形几何形状，将电路元件尺寸和传输线长度减小，实现更紧凑的设计，解决了尺寸庞大的问题；利用悬置带线结构和对低阻线分形几何设计，可以实现更平缓的频率响应、更低的插入损耗和更高的阻带抑制，提高了滤波器的性能。

技术特征：

1.一种基于分形技术的悬置带线sir超宽带低通滤波器，其特征在于，包括：上腔体、阶跃阻抗滤波器介质基板、阶跃阻抗滤波器导带、低阻抗线背面贴片和上腔体；所述阶跃阻抗滤波器介质基板嵌置在由上腔体和上腔体合成的完整金属腔体中，所述阶跃阻抗滤波器导带印制在阶跃阻抗滤波器介质基板上表面，低阻抗线背面贴片印制在阶跃阻抗滤波器介质基板下表面。

2.根据权利要求1所述的一种基于分形技术的悬置带线sir超宽带低通滤波器，其特征在于，所述阶跃阻抗滤波器导带由阻抗匹配端口、高阻抗线、不规则分形低阻抗线、电容耦合贴片组成；所述阻抗匹配端口包括输入端口和输出端口。

3.根据权利要求2所述的一种基于分形技术的悬置带线sir超宽带低通滤波器，其特征在于，所述高阻抗线与所述不规则分形低阻抗线交替分布，且高阻抗线与不规则分形低阻抗线垂直。

4.根据权利要求2所述的一种基于分形技术的悬置带线sir超宽带低通滤波器，其特征在于，所述不规则分形低阻抗线的形状为在边缘开设有多个缺口的矩形。

5.根据权利要求2所述的一种基于分形技术的悬置带线sir超宽带低通滤波器，其特征在于，所述电容耦合贴片连接在位于阶跃阻抗滤波器导带最中心的两个不规则分形低阻抗线上，且每个不规则分形低阻抗线均连接有两个电容耦合贴片。

6.根据权利要求5所述的一种基于分形技术的悬置带线sir超宽带低通滤波器，其特征在于，位于阶跃阻抗滤波器导带最中心的两个不规则分形低阻抗线的缺口数量均为4个，其余不规则分形低阻抗线的缺口数量均为6个。

7.根据权利要求1所述的一种基于分形技术的悬置带线sir超宽带低通滤波器，其特征在于，所述阶跃阻抗滤波器导带关于中心点呈中心对称。

8.根据权利要求1所述的一种基于分形技术的悬置带线sir超宽带低通滤波器，其特征在于，所述上腔体和所述下腔体均为金属铜材质。

技术总结
本发明属于微波技术领域，具体涉及一种基于分形技术的悬置带线SIR超宽带低通滤波器；该滤波器包括：上腔体、阶跃阻抗滤波器介质基板、阶跃阻抗滤波器导带、低阻抗线背面贴片和上腔体；所述阶跃阻抗滤波器介质基板嵌置在由上腔体和上腔体合成的完整金属腔体中，所述阶跃阻抗滤波器导带印制在阶跃阻抗滤波器介质基板上表面，低阻抗线背面贴片印制在阶跃阻抗滤波器介质基板下表面；高阻抗线与不规则分形低阻抗线交替分布且高阻抗线与不规则分形低阻抗线垂直；本发明可以实现超宽的通带范围，也可以实现良好的通带性能，并且在阻带提供两个传输零点可以实现良好的带外抑制。

技术研发人员：张波,王迎泰,牛中乾,欧祖强,乔进财,陈佳,余果,李红伟,唐浩超,吴琳,邹伍洋,叶克成,陈悦
受保护的技术使用者：重庆邮电大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21