[發明專利]一種超寬帶UWB帶通濾波器

無效

• 申請號: 201210238708.1
• 申請日: 2012-07-10
• 公開（公告）號: CN103545582A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 唐萬春;陳如山;王貴;楊松茂;王晴;劉小明;王曉科;王橙;王小軍;何磊
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: H01P1/203
• 分類號: H01P1/203;H03H7/09
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

技術領域

本發明涉及微波通信領域的濾波器，特別是一種基于高低通濾波器級聯方式實現的超寬帶帶通濾波器。

背景技術

2002年，美國聯邦通信委員會頒布超寬帶（UWB）相關通信規范，開始將超寬帶推向商用，自此，對超寬帶各項技術的研究進入一個高潮。濾波器作為通信系統中的關鍵器件之一，其性能好壞直接關系到通信系統的性能，很多研究人員提出了超寬帶帶通濾波器的設計方案，這些方案大都基于階躍阻抗多模諧振腔方法，利用這種原理設計的超寬帶帶通濾波器具有尺寸小的優點，但也由很多缺點，如：對加工工藝要求高、高頻阻帶窄、通帶到阻帶的過渡較慢以及通帶內插損較大等。

發明內容

本發明的目的在于提供一種超寬帶UWB帶通濾波器。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種超寬帶UWB帶通濾波器，由低通濾波器和高通濾波器級聯而成；高通濾波器的電路結構為型電路，型電路的兩端的并聯支路元件分別為第一電感和第二電感，中間串聯支路為第一電感電容并聯諧振電路；低通濾波器為雙型結構的電路，該電路自其中一個端口到另一個端口的連接順序為：并聯支路的第一電容、串聯支路中的第二電感電容并聯諧振電路、并聯支路的第二電容、串聯支路中的第三電感電容并聯諧振電路、并聯支路的第三電容。

一種超寬帶UWB帶通濾波器，第一微帶金屬導帶、第二微帶金屬導帶和第三微帶金屬導帶位于介質板的正面，第一微帶金屬導帶和第三微帶金屬導帶的寬度一致，第一微帶金屬導帶和第三微帶金屬導帶為主傳輸線，第二微帶金屬導帶串聯在第一微帶金屬導帶和第三微帶金屬導帶中間；高通濾波器電路中并聯支路的第一電感和第二電感由介質板正面的兩個與主傳輸線并聯的短路枝節實現；串聯支路的三個電感電容并聯諧振電路、和分別由介質板背面的第一缺陷地結構、第二缺陷地結構和第三缺陷地結構實現；并聯支路中的第一電容、第二電容和第三電容由介質板正面的與主傳輸線串聯的三段低阻抗微帶線段實現。

第一缺陷地結構⑽由一個改進的啞鈴形缺陷地結構DGS₁實現，該啞鈴形缺陷地結構將傳統啞鈴形缺陷地結構連接兩個挖空矩形的直線形縫隙改為折疊線形縫隙。高通濾波器電路中兩個與主傳輸線并聯的短路枝節之間的距離為2-8mm，兩并聯短路枝節位于介質板背面改進的啞鈴形缺陷地結構的正上方，且關于啞鈴形缺陷地對稱。第二缺陷地結構由一個改進的啞鈴形缺陷地結構DGS₂實現，該啞鈴形缺陷地結構將傳統啞鈴形缺陷地結構連接兩個挖空矩形的直線形縫隙改為折疊線形縫隙。第三缺陷地結構由一個傳統的啞鈴形缺陷地結構DGS₃實現。實現并聯支路中的第一電容、第二電容和第三電容的三段串聯的低阻抗微帶線，位于第二缺陷地結構⑾和第三缺陷地結構的正上方。實現第一電容、第二電容和第三電容的三段低阻抗微帶線寬度相同，長度根據這三個電容的大小，按照公式（1）進行計算

C=0 rWLh---(1)]]>

其中C為電容大小，ε0為真空介電常數，εr為介質板的相對介電常數，W為微帶線寬度，L為微帶線長度，h為介質板的厚度。

所述短路枝節為終端通過通孔接地的第一高阻抗微帶線和第二高阻抗微帶線；第一高阻抗微帶線和第二高阻抗微帶線的一端接主傳輸線即第一微帶金屬導帶，另一端分別通過第一金屬通孔和第二金屬通孔接介質板背面的金屬地平面。

所述主傳輸線的特性阻抗為50Ω。

本發明與現有技術相比，其顯著優點：

1.本發明提出的方案中，由于低通和高通濾波器的截止頻率可單獨控制，因此本發明也適用于除3.1-10.6GHz之外的其他頻段的寬帶濾波器的設計。