[發(fā)明專利]基于楔形SIR結(jié)構(gòu)的微波三頻帶通濾波器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010247462.5
• 申請日: 2010-08-06
• 公開（公告）號: CN101958442A
• 公開（公告）日: 2011-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱路;劉海文;邱元騰;官雪輝;黃德昌
• 申請（專利權(quán)）人: 華東交通大學(xué)
• 主分類號: H01P1/203
• 分類號: H01P1/203;H01P7/08
• 代理公司: 南昌市平凡知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 36122
• 代理人: 姚伯川

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種楔形SIR結(jié)構(gòu)的微波三頻帶通濾波器，屬微波傳輸器件技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

濾波器作為現(xiàn)代通信設(shè)備中不可缺少的關(guān)鍵器件之一，它能有效地濾除各種無用信號及噪聲信號，降低各通信頻道間的信號干擾，從而保障通信設(shè)備的正常工作，實現(xiàn)高質(zhì)量的通信，進(jìn)而達(dá)到頻譜資源的有效利用。微帶濾波器由于本身尺寸小、加工復(fù)雜度相對較低、質(zhì)量輕及易于集成等優(yōu)點，在微波集成電路(MIC)等電路中得到了廣泛使用。

為了充分利用現(xiàn)有的頻譜和基礎(chǔ)設(shè)備資源，在通信系統(tǒng)中設(shè)置能同時工作的多個通信頻段，有效途徑之一就是研究和開發(fā)高性能的多頻段微波濾波器。三頻帶通濾波器可以同時工作在無線通信的三個不同頻段。三頻帶通濾波器可以大大降低多頻系統(tǒng)體積，提高系統(tǒng)可靠性，因此通信設(shè)備中三頻段濾波器已經(jīng)成為微波頻段的無線通信設(shè)備中的重要元件。

現(xiàn)有文獻(xiàn)中，有關(guān)于微帶交指帶通濾波器的研究，《信息與電子工程》2008年6月2日公開了一種基于SIR結(jié)構(gòu)的新型微帶交指帶通濾波器的文獻(xiàn)，該文分析了四分之一波長階躍阻抗諧振器(SIR)能夠抑制寄生響應(yīng)的特點和實現(xiàn)濾波器小型化設(shè)計的原理后，利用SIR增加了設(shè)計濾波器的靈活度，實現(xiàn)了對L波段傳統(tǒng)微帶交指帶通濾波器的改進(jìn)，得到了基于SIR結(jié)構(gòu)的新型微帶交指帶通濾波器。

但在現(xiàn)有的文獻(xiàn)中，未出現(xiàn)過楔形SIR結(jié)構(gòu)，也沒有對楔形SIR結(jié)構(gòu)應(yīng)用的實例。楔形SIR結(jié)構(gòu)不僅具有結(jié)構(gòu)簡單，小型化的特點，而且相比傳統(tǒng)的SIR結(jié)構(gòu)多了一個設(shè)計自由度。相對于一般的諧振器結(jié)構(gòu)，設(shè)計更加靈活，對高次諧波的利用效果更高。在原有耦合饋線的基礎(chǔ)上，加入缺陷地結(jié)構(gòu)(DGS)，可以等效為濾波器級聯(lián)，更進(jìn)一步的優(yōu)化濾波器的性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是，提出一種新的諧振器結(jié)構(gòu)，并應(yīng)用這種新型結(jié)構(gòu)，設(shè)計一種三頻帶通濾波器。為了進(jìn)一步減少體積，設(shè)計采用了交叉指型的耦合方式。三頻帶通濾波器的諧振器采用楔形SIR的結(jié)構(gòu)，相當(dāng)于在不改變原有尺寸的基礎(chǔ)上整合了低通和帶通濾波器，優(yōu)化了其性能。

本發(fā)明的技術(shù)方案是，在50歐姆阻抗匹配的微帶傳輸線上采用耦合式的饋電結(jié)構(gòu)，并在其下方基板底層加入了矩形的缺陷地結(jié)構(gòu)(DGS)；諧振器采用的是交叉指型耦合的楔形SIR結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明基于楔形SIR結(jié)構(gòu)的微波三頻帶通濾波器構(gòu)建在介質(zhì)板上，由耦合饋線1、6；楔形SIR?2、4；基板底層的矩形的缺陷地結(jié)構(gòu)3、5所組成；楔形SIR?2和楔形SIR?4相互插入組成交叉指型耦合諧振器結(jié)構(gòu)；耦合饋線1與楔形SIR?2耦合，耦合饋線6與楔形SIR?4耦合；下方基板底層加入了矩形的缺陷地結(jié)構(gòu)，矩形的缺陷地結(jié)構(gòu)3位于饋線1和諧振器之間剛好與諧振器楔形SIR?2相切的位置，矩形的缺陷地結(jié)構(gòu)5位于饋線6和諧振器之間剛好與諧振器楔形SIR?4相切的位置。

本發(fā)明中的楔形SIR結(jié)構(gòu)如圖1所示，其結(jié)構(gòu)特點是采用了漸變線改善SIR的阻抗突變，達(dá)到平滑效果，同時又可以等效為多階SIR的極限形式，耦合效果更強(qiáng)。

本發(fā)明中應(yīng)用楔形SIR諧振器設(shè)計的交叉指型耦合結(jié)構(gòu)的雙頻微帶濾波器如圖2所示，相比傳統(tǒng)的交叉指型耦合，楔形SIR多了一個設(shè)計自由度，不同的漸變線角度對第一通帶影響不大，但對第二通帶影響很大，即通過對漸變線角度的改變，改變第二通帶的性能。

本發(fā)明在50歐姆的耦合饋線下方加入矩形缺陷地結(jié)構(gòu)(DGS)，等效于在后級的帶通濾波器的前端級聯(lián)一個低通濾波器，這樣在不增加濾波器體積的情況下進(jìn)一步優(yōu)化濾波器的性能。

本發(fā)明對傳統(tǒng)的SIR結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)，相比于傳統(tǒng)的SIR結(jié)構(gòu)，楔形SIR結(jié)構(gòu)有更靈活的設(shè)計方法，非對稱的結(jié)構(gòu)可以大大增強(qiáng)耦合。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較的有益效果是，本發(fā)明采用楔形SIR結(jié)構(gòu)不僅具有結(jié)構(gòu)簡單，小型化的特點，而且相比傳統(tǒng)的SIR結(jié)構(gòu)多了一個設(shè)計自由度。相對于一般的諧振器結(jié)構(gòu)，設(shè)計更加靈活，對高次諧波的利用效果更高。在原有耦合饋線的基礎(chǔ)上，加入缺陷地結(jié)構(gòu)(DGS)，可以等效為濾波器級聯(lián)，更進(jìn)一步的優(yōu)化濾波器的性能。

本發(fā)明由于本身尺寸小、加工復(fù)雜度相對較低、質(zhì)量輕及易于集成等優(yōu)點，可廣泛適用于微波集成電路(MIC)等電路中。

附圖說明

圖1是楔形SIR結(jié)構(gòu)圖；

圖2是應(yīng)用楔形SIR結(jié)構(gòu)設(shè)計的雙通帶帶通濾波器；

圖3是在饋線處加入矩形缺陷地結(jié)構(gòu)(DGS)的三通帶帶通濾波器背面結(jié)構(gòu)圖；

圖4本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計圖；

圖5為本發(fā)明實施例基于楔形SIR結(jié)構(gòu)微波三頻帶通濾波器的仿真圖；