[發明專利]一種應用于WLAN的雙頻點圓柱共形濾波器及其制作方法

在審

• 申請號: 201710181398.7
• 申請日: 2017-03-24
• 公開（公告）號: CN106992339A
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 王志剛;王同同;孫洪錚;周運強;徐銳敏;延波
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01P1/203
• 分類號: H01P1/203
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務所(普通合伙)51227
• 代理人: 周永宏,王偉

技術領域

本發明屬于微波毫米波技術領域，具體涉及一種應用于WLAN的雙頻點圓柱共形濾波器及其制作方法的設計。

背景技術

隨著信息時代的來臨，人們對無線通信系統提出了更高的要求，而無線局域網(Wireless Local Area Networks，WLAN)是計算機網絡技術與無線通信技術結合的產物，能極大的滿足人們的需求。WLAN的應用頻段主要分為2.4GHz和5.2GHz兩個頻段，因此在IEEE 802.11b/g標準和IEEE 802.11a標準下的2.4GHZ和5.2GHz成為很多收發機的工作頻段。濾波器作為收發機的前端，在頻率選擇、隔離干擾、信號放大、倍頻、混頻等方面充當著不可替代的角色。但是雙頻收發機的尺寸問題一直是設計過程中的一個難點，而雙頻濾波器可以使兩個工作頻段共用一個收發電路，極大地減小電路尺寸。雙頻濾波器的設計方法有很多種，階躍阻抗諧振器(Stepped Impedance Resonator，SIR)因其不僅可以產生雙頻點，并且可以自由的控制諧振頻率的大小而備受關注。

另外隨著新型材料的提出和制作工藝的進步，共形器件因其更容易與飛行器等彎曲的表面相匹配的優勢，因此在醫療、個人穿戴電子設備、軍事等領域有著廣泛的應用。近年來柔性材料的提出，為共形濾波器的實現提供了可能。共形濾波器不僅具有傳統平面電路的性能，并且可以極大的減小電路的尺寸，并為系統帶來平面電路不能匹敵的優良性能，已經成為新一代濾波器件的一個新興發展方向。但是共形器件的精準建模一直是其設計過程中的一大難點。另外為了滿足共形設計，共形器件選用的基板較薄，因此如何降低其插入損耗也是設計者要考慮的一個問題。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中共形濾波器的設計難以在精準建模的同時有效降低插入損耗的問題，提出了一種應用于WLAN的雙頻點圓柱共形濾波器及其制作方法。

本發明的技術方案為：一種應用于WLAN的雙頻點圓柱共形濾波器，包括圓柱共形底座、基板以及雙階SIR濾波器；雙階SIR濾波器固定設置于基板上，基板固定貼合于圓柱共形底座的共形曲面上。

優選地，圓柱共形底座采用機械加工或者3D打印得到，底面半徑為20mm。

優選地，基板相對的兩側邊各開設有一組螺孔，用于通過螺釘將基板固定于圓柱共形底座的共形曲面上。

優選地，雙階SIR濾波器包括第一階SIR和第二階SIR，兩階SIR結構相同且對稱設置；每階SIR均包括順次連接的外接微帶線端口、平行耦合饋線枝節、第一SIR微帶線以及第二SIR微帶線。

優選地，平行耦合饋線枝節與第一SIR微帶線之間采用耦合連接的方式進行連接。

優選地，第一階SIR的外接微帶線端口作為雙階SIR濾波器的輸入端，第二階SIR的外接微帶線端口作為雙階SIR濾波器的輸出端。

本發明還提出了一種應用于WLAN的雙頻點圓柱共形濾波器制作方法，包括以下步驟：

S1、采用機械加工或者3D打印得到圓柱共形底座；

S2、通過軟件HFSS仿真優化得到共形電路的尺寸數據，并由特定公式計算得到雙階SIR濾波器的平面電路尺寸，同時對雙階SIR濾波器平面電路和基板進行設計和加工；

S3、通過螺釘將基板固定貼合于圓柱共形底座的共形曲面上，組成雙頻點圓柱共形濾波器。

進一步地，步驟S2中計算雙階SIR濾波器平面電路尺寸的公式為：

w＝r*cosθ(1)

式中w為平面電路對應的寬度參數，r為圓柱共形底座的半徑，θ為固定貼合后曲面電路的角度參數。

本發明的有益效果是：

(1)本發明中圓柱共形底座可采用3D打印技術加工完成，其外表面是最常見的圓柱面，可用于其它共形系統中。

(2)本發明采用兩階的階躍阻抗諧振器(SIR)來實現濾波功能，通過調整SIR的兩段微帶線的寬度和長度，可以得到不同的兩個諧振點，同時雙頻濾波器有利于系統整體的小型化。

(3)本發明中雙階SIR濾波器使用平行耦合線饋電方式，可以產生多個傳輸零點，從而提高帶外抑制性能，也能有效降低插入損耗。

(4)本發明采用螺釘固定雙階SIR濾波器及基板，使其能夠更加穩固地貼合于圓柱共形底座上。

附圖說明

圖1為本發明提供的一種應用于WLAN的雙頻點圓柱共形濾波器結構示意圖。

圖2為本發明實施例的雙頻點圓柱共形濾波器待加工平面電路示意圖。

圖3為本發明實施例的SIR基本電路結構示意圖。