[發明專利]一種超寬帶濾波器

有效

• 申請號: 202011159728.0
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112332051B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 丁明建;楊俊鋒;李園春;馮毅龍;張朝文
• 申請（專利權）人: 廣州天極電子科技股份有限公司
• 主分類號: H01P1/20
• 分類號: H01P1/20;H01P1/203
• 代理公司: 廣州圣理華知識產權代理有限公司 44302
• 代理人: 李唐明

本發明涉及一種超寬帶濾波器。該超寬帶濾波器包括由上至下依次設置的金屬微帶、夾層介質基板和金屬地層，金屬微帶包括金屬板以及設置在金屬板上的金屬微帶結構，金屬微帶結構關于對稱面呈左右鏡像對稱，第一端口連接線連接外部設備，外部設備發送的能量通過第一端口連接線傳輸至第一U形蜿蜒節，能量經第一U形蜿蜒節高頻濾波后傳輸至第一加載枝節，經第一加載枝節選擇后傳輸至輸入耦合段，經輸入耦合段耦合后依次傳輸至六模諧振器、輸出耦合段、第二加載枝節、第二U形蜿蜒節、第二端口連接線。本發明具有超寬帶寬、高選擇性和高阻帶抑制性。

技術領域

本發明涉及濾波器設計領域，特別是涉及一種超寬帶濾波器。

背景技術

隨著現代通信系統的迅猛發展，寬帶化、高速化成為其主要的發展趨勢。由此寬帶甚至超寬帶通信技術而生。超寬帶通信系統由于其傳輸速率高、抗干擾能力強、功耗低等優點而吸引了眾多研究關注，而超寬帶帶通濾波器作為其關鍵器件，也成為了研究的重點和熱點。據美國聯邦通信委(FCC)規定，超寬帶濾波器指的是相對帶寬大于20％的濾波器。已有多種超寬帶濾波器的設計方法被提出，例如通過級聯高通與低通濾波器可得到超寬帶濾波器，但是這種方式的物理尺寸龐大，不利于小型化；加載短路枝節線是設計超寬帶濾波器的又一成熟方法，但是其通帶帶寬的展寬與帶外性能的改善僅可依靠增加短路枝節階數來完成，結構可控性差。同時，短路枝節中短路通孔的制造也提升了加工的難度；此外，使用加載枝節的多模諧振器是近年來相關設計的主要手段。同樣地，由于常需使用短路通孔，也為制造工藝的簡化帶來壓力。

以上多種方法設計所得的超寬帶濾波器具有一典型通病，即難以同時兼顧超寬帶寬、高選擇性和高帶外抑制，這一問題也成為目前超寬帶濾波器在高標準通信系統的應用瓶頸。為改善以上的帶外性能，一些研究方法被提出：在專利“一種基于DGS結構的諧波抑制超寬帶濾波器”，通過引入缺陷地結構(DGS)即在金屬地層刻蝕圖案從而在阻帶中產生了多路傳輸零點，進而提高選擇性的同時也改善了帶外抑制，但這種方式需要破壞地層結構，同時也不利于簡化加工；在專利“一種具有寬阻帶和高選擇性的超寬帶帶通濾波器結構”中，使用了多種緊湊微帶諧振單元進行高選擇性的超寬帶濾波器設計，但結構較為復雜，且需要制造多個短路通孔，同樣不利于簡化加工。此外，值得注意的是，雖然采用了不同方法對帶外性能進行了改善，所得超寬帶濾波器的阻帶抑制水平仍是差強人意，僅為20-30dB，與高性能系統要求仍存在一定距離。

因而，如何設計出具有高選擇性和高帶外抑制的超寬帶濾波器成為相關設計仍未能突破的技術難點。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種超寬帶濾波器。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種超寬帶濾波器，包括由上至下依次設置的金屬微帶、夾層介質基板和金屬地層，所述金屬微帶包括金屬板以及設置在所述金屬板上的金屬微帶結構，所述金屬微帶結構關于對稱面呈左右鏡像對稱，所述金屬微帶結構包括第一端口連接線、第二端口連接線、第一U形蜿蜒節、第二U形蜿蜒節、第一加載枝節、第二加載枝節、輸入耦合段、輸出耦合段和六模諧振器；

所述第一端口連接線連接外部設備，所述外部設備發送的能量通過所述第一端口連接線傳輸至所述第一U形蜿蜒節，所述能量經所述第一U形蜿蜒節高頻濾波后傳輸至所述第一加載枝節，經所述第一加載枝節選擇后傳輸至所述輸入耦合段，經所述輸入耦合段耦合后依次傳輸至所述六模諧振器、所述輸出耦合段、所述第二加載枝節、所述第二U形蜿蜒節以及所述第二端口連接線。

可選地，所述六模諧振器自身結構關于對稱面呈現左右鏡像對稱，所述六模諧振器包括依次排列的四分之一波長高阻抗線、二分之一波長低阻抗線和四份之一高阻抗線。

可選地，所述第一加載枝節和所述第二加載枝節均為四分之一波長階梯阻抗諧振器。

可選地，所述金屬微帶和所述金屬地層采用沉金金屬。

可選地，所述金屬微帶和所述金屬地層厚度均為0.004mm。