[發明專利]一種帶隙可重構微帶超寬帶濾波器

有效

• 申請號: 201310075474.8
• 申請日: 2013-03-09
• 公開（公告）號: CN103199325A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 吳邊;張小艷;張靈芝;邱楓
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01P1/203
• 分類號: H01P1/203
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

技術領域

本發明屬于電子器件技術領域，特別涉及帶隙可重構微帶超寬帶濾波器，可用于超寬帶無線通信系統射頻前端。

背景技術

近年來，在無線通信系統中，超寬帶UWB技術由于其數據傳輸速率高而越來越受到人們的關注，滿足應用需要的超寬帶濾波器成為這一領域研究的熱點。超寬帶技術要求使用很寬的無線電頻譜，但頻譜上充滿著很多不期望的窄帶信號，如頻率范圍為5.2GHz～5.8GHz的WLAN系統、頻率為8.0GHz的衛星通信系統，這些無線電信號可能干擾超寬帶系統通信。因此，在超寬帶濾波器的通帶內引入一個進行電切換的狹窄的抑制帶隙，即超寬帶濾波器的帶隙加載技術。將這種加載帶隙的超寬帶濾波器用于寬帶通信系統中，可有效抑制窄帶信號帶來的干擾。微帶超寬帶濾波器在無線通信系統中發揮著越來越大的作用，所以吸引了很多這方面的研究。

2008年9月Y.H.Chun等人在IEEE?Microwave?and?Wireless?Components?Letters期刊（vol.18,no.9,pp.590-592,2008）上發表了“Switchable?Embedded?Notch?Structure?for?UWB?Bandpass?Filter”，提出了一種可選擇嵌入帶隙超寬帶濾波器，該濾波器能實現在超寬帶通帶內選擇性地嵌入一個帶隙，但帶隙的帶寬較寬，超寬帶內不平坦，且插入損耗較大；2010年8月Song?Kaijun等人在IEEE?IEEE?Microwave?and?Wireless?Components?Letters期刊（vol.20,no.8,pp.447-449,2010）上發表了“Compact?Ultra-Wideband(UWB)Bandpass?Filters?With?Multiple?Notched?Bands”,提出一種新型雙帶隙超寬帶濾波器，該濾波器實現兩個固定頻率的帶隙，即兩個帶隙均不可重構，且其帶寬較寬，通帶插入損耗較大。

發明內容

本發明目的在于針對上述已有技術的不足，提出一種新型帶隙可重構微帶超寬帶濾波器，實現第一帶隙可重構、第二帶隙保持不變的超寬帶濾波器特性，以減小通帶插損，縮減帶隙帶寬。

為實現上述目的，本發明的一種新型帶隙可重構微帶超寬帶濾波器，包括微帶介質基板，金屬接地板，一對輸入輸出微帶饋線和微帶諧振器，微帶諧振器由半波長微帶線、四分之一波長微帶線和兩組中心對稱的“L”形短路枝節組成，其特征在于：在半波長微帶線上面加載有帶隙諧振器，該帶隙諧振器由兩個階梯阻抗諧振器、PIN管和接地孔組成；兩個階梯阻抗諧振器中心連接有一組共地的直流偏置電路，通過調節偏置電壓控制PIN管的通斷，實現第一帶隙可重構，第二帶隙不變的雙帶隙超寬帶濾波器特性。

作為優選，所述微帶諧振器4中的半波長微帶線41長度L₁，四分之一波長微帶線42長度L₂，“L”形短路枝節43長度L₃，分別按如下公式確定：

L₁≈λ_g/2，L₂≈λ_g/4，L₃≈λ_g/4，

其中，λ_g為微帶諧振器工作在中心頻率時的工作波長，c為真空中的光速，ε_e為微帶諧振器的有效介電常數，ε_e≈2.1，f₀為微帶諧振器的中心頻率。

作為優選，所述的微帶諧振器4中的半波長微帶線41寬度w₁，四分之一波長微帶線42寬度w₂，“L”形短路枝節43寬度w₃，分別按如下公式確定：

w₁＜L₁/5，w₂＜L₁/5，w₃＜L₃/10，且w₁＜w₂。

作為優選，所述的一對輸入輸出微帶饋線3的寬度w₆滿足：0＜w₆＜w_50Ω，其中w_50Ω為50歐姆微帶線寬度。