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CN101950827A - 一种枝节加载式超宽带微波滤波器 - Google Patents

一种枝节加载式超宽带微波滤波器 Download PDF

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CN101950827A CN2010102731357A CN201010273135A CN101950827A CN 101950827 A CN101950827 A CN 101950827A CN 2010102731357 A CN2010102731357 A CN 2010102731357A CN 201010273135 A CN201010273135 A CN 201010273135A CN 101950827 A CN101950827 A CN 101950827A
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官雪辉
王传云
陈鹏
张爱华
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Abstract

一种枝节加载式超宽带微波滤波器，其特征在于，所述滤波器由一个阶梯阻抗多模谐振器3和输入输出端口组成1；所述的阶梯阻抗多模谐振器中间加载开路枝节4；谐振器和输入输出端口间的耦合通过伪交指结构2；在伪交指结构的正下方的地面上刻蚀矩形缺陷接地结构7。本发明基于开路枝节加载的阶梯阻抗多模谐振器，利用一个谐振器的前四个模，实现了超宽带带通特性；采用伪交指的馈电方式和地面加载缺陷接地结构的方法来提高多模谐振器与输入/输出端口间的耦合强度采用在耦合结构对应的地面开孔的方法，显著地提高了耦合性能。滤波器电路采用一个谐振器，实现超宽带滤波所需要的多个模式，结构简单、尺寸小。本发明适用于微波超宽带通信滤波。

Description

一种枝节加载式超宽带微波滤波器
技术领域
本发明涉及一种枝节加载式超宽带微波滤波器，属微波传输器件技术领域。
背景技术
随着通信技术的迅速发展，人们对信息传输系统的速率要求越来越高。在此背景之下，超宽带(UWB)技术以其系统简单，成本低，功耗小，数据传输速度快，安全性高等优点成为目前通信领域的一个研究热点。作为超宽带通信系统的一个重要器件，体积小，性能高的UWB带通滤波器得到了越来越多的关注。这就要求设计的微波滤波器不但能覆盖超宽带通信系统的整个工作频段(3.1-10.6GHz)，而且要求滤波器的体积小，适用与便携通信系统。
传统的实现超宽带带通滤波器的方法，一种是利用一个高通滤波器串联一个低通滤波器，电路中其实包含两个滤波器，体积比较大；一种是有开路枝节或短路枝节与传输线构成的直列式超宽带滤波器，这种电路体积也比较大；另一种是利用多模谐振器构成的超宽带带通滤波器，这种方法由于使用一个谐振器便实现了超宽带特性，电路体积小而得到广泛应用。但谐振器的构造和外部强耦合的实现技术仍是一个需要解决的技术难题。
发明内容
本发明的目的是，根据传统的实现超宽带带通滤波器方法存在的一些问题，为了采用一种较为简单的方法实现超宽带带通特性，本发明提出一种新的微波带通滤波器结构，该结构采用一种开路枝节加载阶梯阻抗多模谐振器，通过改变加载的开路枝节的长度和宽度来调节多模谐振器各个模式谐振频率，从而实现通带内特性的平坦。
本发明的技术方案是，本发明微波超宽带带通滤波器，由中间加载开路枝节的多模谐振器，通过加载交指结构和缺陷地结构并完成与输入输出端口间信号的耦合；开路枝节加载到阶梯阻抗多模谐振器上，调节使谐振器的前四个模式频率在超宽带范围，然后利用谐振器和端口之间的强耦合得到较为平坦的通带特性；强耦合的实现通过伪交指结构和方形缺陷地加载的形式来实现。
本发明一种枝节加载式超宽带微波滤波器由一个阶梯阻抗多模谐振器和输入输出端口组成；所述的阶梯阻抗多模谐振器中间加载开路枝节；谐振器和输入输出端口间的耦合通过伪交指结构；在伪交指结构的正下方的地面上刻蚀矩形缺陷接地结构。
如图1所示，1为输入/输出端口，2为输入/输出端口交指，3为开路枝节加载阶梯阻抗式多模谐振器，4为加载的开路枝节；输入/输出端口交指2与开路枝节加载阶梯阻抗式多模谐振器的伪交指结构如图3所示；通过加载交指结构的开路枝节加载阶梯阻抗式多模谐振器位于滤波器介质基板上面，缺陷接地结构7位于介质基板接地面，二个缺陷接地结构正对加载交指结构的开路枝节加载阶梯阻抗式多模谐振器的交指部位。本发明基于开路枝节加载的阶梯阻抗多模谐振器，利用一个谐振器的前四个模，实现了超宽带带通特性；采用伪交指的馈电方式和地面加载缺陷接地结构的方法来提高多模谐振器与输入/输出端口间的耦合强度，采用在耦合结构对应的地面开孔的方法，显著地提高了耦合性能。滤波器电路采用一个谐振器，实现超宽带滤波所需要的多个模式，结构简单、尺寸小；同时电路利用微带结构，易与微波电路集成的特点，也便于采用印刷电路技术加工，成本低。
本发明与现有技术相比较的有益效果是，本发明通过采用的开路枝节加载的阶梯阻抗谐振器，更多的可调节变量可以方便调节谐振器前四个模式谐振频率。伪交指耦合结构和方形缺陷地加载大大提高了耦合强度，对耦合间隙的宽度要求降低，加工精度要求也降低。
本发明适用于微波超宽带无线通信系统。
附图说明
图1是本发明微波滤波器的结构图；
图2是开路枝节加载阶梯阻抗式多模谐振器；
图3是伪交指结构图；
图4是缺陷接地结构；
图中图号表示：1是输入/输出端口；2是输入/输出端口交指；3是开路枝节加载阶梯阻抗式多模谐振器；4是加载的开路枝节；5是指间距；6是断口和谐振器间距；7是加载的缺陷接地结构。
具体实施方式
本发明实施例如图1所示。
图2是该实施例中开路枝节加载阶梯阻抗式多模谐振器；图3为加载交指结构的开路枝节加载阶梯阻抗式多模谐振器的伪交指耦合结构；图4为缺陷接地结构。本实施例中，在图1中，通过加载交指结构的开路枝节加载阶梯阻抗式多模谐振器位于滤波器介质基板上面，缺陷接地结构7位于介质基板接地面，二个缺陷接地结构正对加载交指结构的开路枝节加载阶梯阻抗式多模谐振器的交指部位。本实施例中，基板选择介电常数为4.5的介质板，其厚度为0.8mm，本发明微波滤波器各部分的具体尺寸数据如下：
输入/输出端口交指2的宽度为0.1mm，输入/输出端口交指2的长度为4.25mm；开路枝节加载阶梯阻抗式多模谐振器3的宽度为0.8mm，开路枝节加载阶梯阻抗式多模谐振器3的长度为5.75mm；加载的开路枝节4的宽度为1mm，加载的开路枝节4的长度为2.4mm；指间距5为0.1mm；断口和谐振器间距6为0.1mm。
本实施例的微波超宽带带通滤波器，由中间加载开路枝节的多模谐振器构成，然后通过交指结构和缺陷地结构完成与输入输出端口间信号的耦合，如图1所示。信号由端口1输入，通过平行耦合的方式耦合到多模谐振器，为了得到谐振器与端口间所要求的强耦合，采用伪交指的形式提高端口与谐振器间的耦合强度，同时，在地面上刻蚀一个方形的缺陷接地结构，使电场和磁场集中在交指间，从而增强端口与谐振器间的耦合。适度降低耦合线之间距离，减小加工误差对电路特性的影响。这种形式的超宽带滤波器，3dB带宽的范围为2.6GHZ～10.6GHZ，完全覆盖了超宽带通信系统的工作频段，满足了超宽带通信的要求。

Claims (2)

1.一种枝节加载式超宽带微波滤波器，其特征在于，所述滤波器由一个阶梯阻抗多模谐振器和输入输出端口组成；所述的阶梯阻抗多模谐振器中间加载开路枝节；谐振器和输入输出端口间的耦合通过伪交指结构；在伪交指结构的正下方的接地面上刻蚀矩形缺陷接地结构。
2.根据权利要求1所述的一种枝节加载式超宽带微波滤波器，其特征在于，所述滤波器在采用介电常数为4.5、厚度为0.8mm的介质板时，其各部分的具体尺寸数据为：输入/输出端口交指2的宽度为0.1mm，输入/输出端口交指2的长度为4.25mm；开路枝节加载阶梯阻抗式多模谐振器3的宽度为0.8mm，开路枝节加载阶梯阻抗式多模谐振器3的长度为5.75mm；加载的开路枝节4的宽度为1mm，加载的开路枝节4的长度为2.4mm；指间距5为0.1mm；断口和谐振器间距6为0.1mm。
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