[發(fā)明專利]一種具有帶阻特性的超寬帶帶通濾波器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010252028.6
• 申請日: 2010-08-12
• 公開（公告）號: CN101916891A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 官雪輝;陳鵬;劉海文
• 申請（專利權(quán)）人: 華東交通大學(xué)
• 主分類號: H01P1/20
• 分類號: H01P1/20;H01P7/00;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)明涉及一種具有帶阻特性的超寬帶帶通濾波器，屬微波傳輸器件技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

自美國聯(lián)邦通信協(xié)會(FCC)2002年為室內(nèi)以及手持通信系統(tǒng)授權(quán)使用超寬帶(UWB)(3.1-10.6GHz)以來，低成本的超寬帶無線通信系統(tǒng)被認為是最具潛力的軍用以及商用的通信系統(tǒng)。作為通信系統(tǒng)中非常重要的無源器件之一，超寬帶受到了學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。如何設(shè)計低損耗，小體積，高性能的超寬帶濾波器成為了近幾年以來的熱點問題。而我國超寬帶無線通信技術(shù)還處于起步階段。微帶多模諧振器是一種用來實現(xiàn)超寬帶濾波器的常用諧振器，但是由于諧振器和輸入/輸出饋線間所需要的強耦合對加工精度要求苛刻，因此在現(xiàn)有一般加工精度條件下，實現(xiàn)這種所需要的強耦合，是超寬帶濾波器設(shè)計的一個難點。同時，由于超寬帶頻帶內(nèi)包含了WLAN?5.2GHz頻段，因此要求新型的超寬帶濾波器必須采用有效的措施，在通帶內(nèi)形成阻帶來抑制這個頻段的信號。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是，為了采用較為簡單的方法來實現(xiàn)高性能的微波濾波器，本發(fā)明提出一種新型微波帶通濾波器結(jié)構(gòu)，在超寬通帶內(nèi)產(chǎn)生阻帶，并且不增加整個電路的體積，提高了濾波器的特性。

本發(fā)明的技術(shù)方案是，本發(fā)明微波帶通濾波器由三個微帶開環(huán)諧振器、一個缺陷的階躍阻抗諧振器以及輸入/輸出饋線組成。所述的三個微帶開環(huán)諧振器具有相同的諧振頻率，正對耦合在缺陷的階躍阻抗諧振器上，降低了濾波器的體積。開環(huán)形諧振器間的距離可以改變，它們之間的耦合，在濾波器的上通帶上產(chǎn)生阻帶，有效降低了超寬帶通信系統(tǒng)與無線局域網(wǎng)系統(tǒng)間的干擾。

本發(fā)明濾波器由蝕刻在接地面上的缺陷階躍阻抗諧振器(Defected?Stepped-Impedance?Resonator，DSIR)和三個微帶開環(huán)諧振器構(gòu)成；所述的缺陷階躍阻抗諧振器與輸入/輸出饋線在不同平面上，并且輸入/輸出饋線與缺陷階躍阻抗諧振器正交排列；加載的三個微帶方形開環(huán)諧振器與缺陷階躍阻抗諧振器位于不同的電路層上，其位置處于缺陷階躍阻抗諧振器的正上方，輸入輸出饋線之間。

本發(fā)明所述的微帶開環(huán)諧振器，其電長度為諧振器中心頻率半波長(其諧振頻率5.25GHz的半波長)，裂口寬度近似等于諧振器微帶寬度；缺陷階躍阻抗諧振器的總電長度為超寬帶中心頻率一個波長(即超寬帶中心頻率6.85GHz的一個波長)。

本發(fā)明的三個微帶開環(huán)諧振器正對耦合在缺陷階躍阻抗諧振器上，輸入輸出饋線與缺陷階躍阻抗諧振器正交耦合；本發(fā)明采用的缺陷階躍阻抗三模諧振器，是一個蝕刻在接地面上的缺陷諧振器，其三個模式同時在超寬帶帶寬內(nèi)；由于實現(xiàn)超寬帶需要很強的外部耦合，本發(fā)明采用輸入和輸出耦合在上，諧振器在下的排列方式，可以方便的實現(xiàn)電路所需要的強耦合；且本發(fā)明在不增加電路體積的前提下，采用開環(huán)諧振器與缺陷階躍阻抗諧振器的正對耦合，產(chǎn)生了傳輸零點，形成了一個阻帶，有效地抑制了無線局域網(wǎng)信號。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較的有益效果是，本發(fā)明采用缺陷地階躍阻抗多模諧振器，諧振器和耦合饋線在不同平面上，因此相互耦合強度可以方便控制；通過層間排列方式，在缺陷地諧振器的正上層加載的開環(huán)諧振器，產(chǎn)生一個阻帶，從而在不增加濾波器的體積的前提下，實現(xiàn)了阻帶特性；缺陷階躍阻抗諧振器通過輸入/輸出饋線的正交耦合后，產(chǎn)生了非常大的相對帶寬，并且上下阻帶特性良好。

附圖說明

圖1是微波濾波器的結(jié)構(gòu)圖；

圖2是微帶開環(huán)諧振器的結(jié)構(gòu)圖；

圖3是缺陷的階躍阻抗諧振器的結(jié)構(gòu)圖；

圖中：1是缺陷的階躍阻抗諧振器；2、3、4是方形開環(huán)諧振器；5和6分別是特性阻抗為50歐姆的輸入端口和輸出端口；7是輸入/輸出饋線間的距離；8為微帶開環(huán)形諧振器與缺陷的階躍阻抗諧振器的垂直距離；9和10分別為微帶開環(huán)形諧振器與輸入輸出饋線以及三個微帶開環(huán)形諧振器之間的水平距離；11為缺陷的階躍阻抗諧振器與輸入輸出饋線端的垂直距離。

具體實施方式

本發(fā)明實施例帶通濾波器如圖3所示，由接地面的缺陷階躍阻抗諧振器1與輸入5/輸出6饋線正交耦合組成，再在缺陷階躍阻抗諧振器上加三個微帶開環(huán)諧振器2、3、4正對耦合。圖2所示是一種微帶開環(huán)諧振器，該諧振器產(chǎn)生阻帶；圖3是一種缺陷階躍阻抗諧振器，該諧振器產(chǎn)生超寬通帶。