[發明專利]一種小型化可調帶阻濾波器

有效

• 申請號: 201110298173.2
• 申請日: 2011-09-30
• 公開（公告）號: CN102354779A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 寧煥生;汪俊;何偉
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H01P1/203
• 分類號: H01P1/203
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種小型化可調帶阻濾波器，屬于微波通信技術領域，可應用于超寬帶無線通信系統、寬帶雷達系統中的信號濾波。

背景技術

隨著GSM、WLAN、UWB等無線通信系統的相繼出現，可利用的頻譜已非常有限，為改善現有以及未來無線系統的性能，可調帶阻濾波器受到廣泛的關注并在無線通信系統中發揮著重要作用。比如，不斷涌現的UWB技術需要一個很寬的頻譜，但有限的頻譜資源往往用于多個場合，這就意味著在UWB無線通信系統中存在著大量不需要的信號，并且該信號隨著時間和地點的變化可能不斷改變，干擾了UWB系統范圍內的有用信號。上述問題的一個解決方案就是在UWB帶通濾波器的通帶內引入電可調帶阻濾波器從而濾除系統中變化的干擾信號。

由于缺陷地結構的慢波效應和顯著阻帶等特性，近幾年來，利用可調節的缺陷地諧振結構和加載的變容二極管已成為實現小型化可調帶阻濾波器的一種有效方法。考慮到共面波導所有導體均位于同一個平面內，為串并聯集總元件的安裝提供了極大的便利這一優點，基于共面波導的缺陷地結構來實現可調帶阻濾波器將具有明顯優勢。

經過對現有技術的文獻檢索發現，2006年9月Amr?M.E.Safwat等人在IEEETransaction?on?Microwave?Theory?and?Techniques，54卷第9期發表了″Tunable?bandstop?defected?ground?structure?resonator?using?reconfigurable?dumbbell-shaped?coplanar?waveguide(利用可配置啞鈴形狀共面波導實現可調帶阻缺陷地諧振器)″，該論文提出了一種改進的共面波導啞鈴形狀缺陷地諧振結構并在此基礎上利用變容二極管實現可調帶阻，但是該可調帶阻濾波器的小型化以及更大的帶阻調節范圍仍需要進一步研究。

檢索中還發現，2010年7月Heba?B.El-Shaarawy等人在IEEE?Antennas?and?Propagation?Society?International?Symposium上發表了″A?novel?compact?reconfigurable?defected?ground?structure?resonator?on?coplanar?waveguide?technology?for?filter?applications(一種可應用于濾波器的新穎緊湊型可配置共面波導缺陷地結構諧振器)″，該論文提出了一種緊湊的可調節帶阻濾波器，但是該可配置缺陷地結構在二極管導通和截止時分別出現一個和兩個帶阻，并且由于這種配置方式下的二極管直流偏置很難實施，論文沒有給出帶阻的可調范圍，以上均限制了該濾波器的實際應用；同時，其小型化也需進一步考慮。

發明內容

針對上述現有技術存在的不足和缺陷，本發明提出了一種小型化可調帶阻濾波器，以克服現有的基于共面波導缺陷地結構可調帶阻濾波器尺寸較大、帶阻可調范圍較小以及直流偏置難施加等缺點。

本發明提出的小型化可調帶阻濾波器，包括共面波導傳輸線、缺陷地單元和可調帶阻實現三部分，其特征是共面波導傳輸線由介質層[10]上的中心導體帶[1]和兩側的接地單元[2]構成；缺陷地單元由蝕刻在共面波導傳輸線兩側接地單元[2]上的兩個正方形環諧振結構組成，其中外側的正方形環諧振結構[3]通過橫向缺口和共面波導中心導體帶[1]與接地單元[2]形成的缺口槽相連，內側的正方形環諧振結構[4]通過橫向缺口與外側的正方形環諧振結構[3]相連；可調帶阻由橫跨在外側正方形環諧振結構[3]上的變容二極管[5]及施加的直流偏置實現，該直流偏置通過在共面波導兩側接地單元[2]邊緣處蝕刻的矩形單元中添加兩個偏置焊盤[6、7]來實施，偏置焊盤[7]經導線[8]與內外側正方形環諧振結構[3、4]之間的金屬塊相連，偏置焊盤[6]接外部直流輸入，兩個偏置焊盤[6、7]通過射頻扼流圈[9]連接，以阻止射頻信號和直流信號之間的相互干擾。

所述缺陷地單元中的內外側正方形環諧振結構[3、4]以及橫向缺口的寬度應相等，以減小電磁波在該單元中傳播由于阻抗不連續性而引起的損耗。

所述的小型化可調帶阻濾波器可以通過增加內側的正方形環諧振結構[4]尺寸達到更低的諧振頻率，從而進一步實現小型化以滿足實際的應用需求。

所述小型化可調帶阻濾波器的帶阻可調范圍取決于所選變容二極管的電容變化范圍。