[發明專利]具有陷波特性的超寬帶濾波器

無效

• 申請號: 201110295061.1
• 申請日: 2011-10-08
• 公開（公告）號: CN102361111A
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發明（設計）人: 張魯紅;馬哲旺;楊在峰;熊晗;翟清波
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: H01P1/203
• 分類號: H01P1/203
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

技術領域

本發明涉及一種通信技術領域的濾波器，具體涉及一種具有超寬帶功能、緊湊型、并具有網絡干擾信號抑制功能的平面濾波器。

背景技術

隨著通信技術的迅速發展，人們對信息傳輸系統的要求越來越高。在此背景下，UWB超寬帶技術以其系統簡單、成本低、功耗小、數據傳輸速度快、安全性高等優點成為目前通信領域的一個研究熱點。從20世紀60年代出現到20世紀90?年代之前，UWB技術主要采用其最初的脈沖通信形式，并主要應用于軍事上的雷達和低截獲率的通信系統。近年來，隨著微電子器件的技術和工藝的提高，UWB技術開始應用于民用領域，并在國際上掀起了對其研究、開發和應用的熱潮。而超寬帶系統及其器件的研究越來越受到人們的關注，如UWB天線、UWB濾波器、UWB放大器等。

現有技術中，平行耦合線結構與其他耦合濾波器結構相比，通過調節平行耦合線的線寬和間距就能夠得到較大的耦合系數，因而這種結構常常被用于設計相對帶寬較大的微波濾波器。但是，用平行耦合結構設計相對帶寬大于100%超寬帶濾波器會產生一些問題，如圖1，在濾波器中采用傳統的四分之一波長平行耦合線結構，濾波器體積會隨著級數的增加而增加，相對帶寬會減小，中心頻率處出現寄生通帶等等。

近年來，WLAN無線局域網技術發展迅速，相繼發布了IEEE802.11系列的很多標準。其中，5.8GHz是WLAN的一個使用頻率段，為避免WLAN與UWB之間的互相干擾，我們需要在UWB濾波器的5.8GHz頻段產生一個陷波。而產生陷波的方法有很多，大致可以分為三類：一類是在諧振器通過間距耦合一個SIR型枝節，該方法缺點是增大濾波器體積。另一類是在濾波器部分級聯四分之一開路枝節，如圖3，采用傳統的實現陷波特性的四分之一波長開路枝節結構，缺點也是增大濾波器體積。再有一類是可以在濾波器上使用縫隙產生一個陡峭的陷波，但是之前的研究主要集中是在輸入輸出部分增加陷波特性的縫隙結構，也增大了濾波器體積。

目前通信系統的發展，對濾波器的邊帶要求越來越高，有效的提高濾波器的邊帶特性的方法主要有兩類：一個是增加濾波器的級數，缺點是濾波器體積會很大。一個是通過增加短路或是開路枝節來提高邊帶特性。所以尋求以平行耦合線結構為基礎，制作具有陡峭陷波的超寬帶濾波器是具有重要意義的。但目前的超寬帶濾波器的功能還不夠理想，不能滿足各種不同領域對高品質、高性能濾波器的大量需求。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足并提供一種具有陷波特性的超寬帶濾波器，這種濾波器具有良好陷波特性，耦合系數高，體積小，容易加工，通帶內具有一個陡峭的陷波，且相對帶寬大于125%，有陡峭的邊帶特性，有很好的頻率選擇性，實現了小型化的要求。

為達到上述發明目的，本發明的構思是：

1.為了增加耦合結構的耦合系數，在傳輸平行耦合的基礎上，提出了新型的四線耦合結構，實現了更好的濾波性能。

2.為在通帶內增加一個陡峭的陷波，且不增加濾波器的體積，我們采用在半波長微帶線上開槽，即微帶縫隙。

3.在輸入輸出端口處連接兩個短路枝節，實現了邊帶的陡峭特性，為了使得濾波器更易于加工，采用了金屬通孔的短路方式。

4.本發明采用如下的介質板材料：介質基板選用介電常數為???????????????????????????????????????????????=9.8，厚度h=1.27mm。

5.加工后的電路板共分三層，即正面為金屬微帶線結構，中間是介質板層、金屬通孔及輸入輸出端口，介質板材背面為一層金屬鍍層，其中輸入輸出端口處焊接兩個SMA接頭，用于實際測量。正面金屬微帶線結構是由兩段具有金屬通孔的短路枝節，兩段四線耦合結構和一段有縫隙的微帶線結構組成，實現了陡峭陷波的超寬帶濾波特性。

根據上述發明構思，本發明采用下述技術方案：