CN104681905A - 多频段易调控射频滤波器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多频段易调控射频滤波器,主要解决现有多频滤波器体积大,结构和设计复杂的问题。其包括介质基板(1)、输入端口(2)和输出端口(3),介质基板的正面为金属微带线(4)、反面的金属镀层作为微带线的接地板(5),该金属微带线、输入端口、输出端口三者位于同一平面上。其特征在于:金属微带线(4)上刻蚀有周期性或非周期性的缺陷槽(6),这些缺陷槽(6)的形状相同,大小不同,通过不同大小缺陷槽的组合与排列,在介质基板上产生不同的电流分布,使介质基板有效介电常数分布发生变化,以改变电路的有效电容和电感,实现多频带特性。本发明体积小,结构简单,易于集成,可用于对频段数要求较多的小型化通信设备当中。
Description
技术领域
本发明属于电子元件技术领域,特别涉及一种射频滤波器,可用于多模式多制式的多频段通信系统。
技术背景
射频滤波器是无线通信系统的关键问题之一,可用来在射频前端和系统电路中滤除、分开或组合不同的频率。过去的几十年里,各种微波滤波器设计技术都得到了大量的研究和发展,并积累了很多有效的设计理论。当前,随着无线通信技术的迅速发展和对通信系统要求的不断提高,对多频滤波器的需求越来越多,但是传统的运用多个不同频段的单频滤波器级联制作的多频滤波器以及通常的多频滤波器都存在体积大,结构复杂的缺点,已经不能够满足系统对元器件集成化小型化的发展要求。
缺陷微带结构是在微带线的金属导带上蚀刻周期性或非周期性的槽状结构,改变了原来微带线的传输特性而产生谐振效应,谐振可由缺陷单元的大小和种类单独控制。与缺陷地结构(DGS)相比,缺陷微带结构有效避免了DGS结构因接地板上的缺陷造成的漏波损耗,不会对微波电路中其他部件造成干扰,并且更易于集成和封装。在以往的应用中,缺陷微带结构主要用于天线设计中以减小天线尺寸,提高增益,减小背向漏波等,在滤波器的设计方面主要用于抑制滤波器的谐波,其他应用还很少见。
根据国际上的文献报道,多频滤波器的设计方法包括:(1)采用滤波器级联法;(2)采用不同大小的谐振器嵌套耦合设计多频滤波器;(3)利用枝节加载的谐振器的多频特性设计多频滤波器;(4)利用多个耦合路径组合实现多频滤波器;(5)用缺陷地结构谐振器或共面波导谐振器辅助微带谐振器实现多频滤波器。这些滤波器结构相对复杂,由于是多个谐振器耦合而成,因此尺寸大,并且大多只局限于双频带,频带数目受限。绝大多数情况下,滤波器的重构设计复杂,工作频率调控工作量大,很难实现对频带宽度的调控。
发明内容
本发明的目的在于提出一种多频段可调控射频滤波器,以解决传统多频射频滤波器电路面积较大,各频带难以单独调控的问题。
本发明的技术方案是这样实现的:
本发明使用缺陷微带结构理论设计双频和多频滤波器,通过刻蚀不同大小的缺陷单元实现可控多频谐振特性,进而设计双频带、三频带、四频带和五频带带阻和带通滤波器。
本发明的多频段可调控射频滤波器,包括介质基板、输入端口和输出端口,介质基板的正面为金属微带线、反面的金属镀层作为微带线的接地板,该金属微带线、输入端口、输出端口三者位于同一平面上,其特征在于:金属微带线上刻蚀有周期性或非周期性的缺陷槽,这些缺陷槽的形状相似,大小不同,不同大小的缺陷槽分别控制不同的谐振,通过不同大小缺陷槽的组合实现不同需求的多频带特性。
上述多频段可调控射频滤波器,其特征在于:缺陷槽由四个U形槽线构成,其中第一U形缺陷槽与第二U形缺陷槽的大小相同,依次水平排列在微带线的左侧,第三U形缺陷槽与第四U形缺陷槽的大小相同,依次水平排列在微带线的右侧,形成双频带谐振特性。
上述多频段可调控射频滤波器,其特征在于:缺陷槽由三个L形槽线构成,其中第一L形缺陷槽与第二L形缺陷槽的大小相同,依次水平排列在微带线的上侧,第三L形缺陷槽水平排列在微带线的下侧的中间位置,形成双频带谐振特性。
上述多频段可调控射频滤波器,其特征在于:缺陷槽由四个E形槽线构成,其中第一E形缺陷槽与第二E形缺陷槽的大小相同,这两个E形缺陷槽水平排列,且开口分别指向介质基板1的两端,即反向水平排列在微带线的上侧,第三E形缺陷槽与第四E形缺陷槽的大小相同,这两个E形缺陷槽水平排列,且开口分别指向介质基板1的两端,即反向水平排列在微带线的下侧,形成四频带谐振特性。
上述多频段可调控射频滤波器,其特征在于:缺陷槽由四个L形槽线通过缝隙a容性耦合构成,其中第一L形缺陷槽与第二L形缺陷槽的大小相同,且反向水平排列在微带线的上侧,第三L形缺陷槽与第四L形缺陷槽的大小相同,且反向水平排列在微带线的下侧,形成双频带谐振特性。
上述多频段可调控射频滤波器,其特征在于:缺陷槽由十个L形槽线通过缝隙a容性耦合构成,其中:
第一L形缺陷槽与第二L形缺陷槽的大小相同,这两个L形缺陷槽水平排列,且开口分别指向介质基板1的两端,即反向水平排列在微带线的上侧,;
第三L形缺陷槽与第四L形缺陷槽的大小相同,这两个L形缺陷槽水平排列,且开口分别指向介质基板1的两端,即反向水平排列在微带线的下侧;
第五L形缺陷槽与第六L形缺陷槽的大小相同,该第五L形缺陷槽紧贴第一L形缺陷槽的下部,该第六L形缺陷槽紧贴第二L形缺陷槽的下部;
第七L形缺陷槽与第八L形缺陷槽的大小相同,该第七L形缺陷槽位于第三L形缺陷槽上部,该第八L形缺陷槽位于第四L形缺陷槽上部;
第九L形缺陷槽与第十L形缺陷槽的大小相同,该第九L形缺陷槽位于第七L形缺陷槽的上部,第十L形缺陷槽位于第八L形缺陷槽的上部,形成五频带谐振特性。
上述多频段可调控射频滤波器,其特征在于:缺陷槽由五个L形槽线合并组合构成,其中:第一L形缺陷槽位于微带线的上侧,且开口分别指向介质基板的左端和下侧;第二L形缺陷槽与第三L形缺陷槽水平排列,且开口分别指向介质基板的两端和下侧,即反向水平排列在微带线的下侧位置;第四L形缺陷槽与第五L形缺陷槽水平排列,且开口分别指向介质基板的两端和下侧,该第四L形缺陷槽位于第二L形缺陷槽的上部,第五L形缺陷槽位于第三L形缺陷槽的上部,且第四L形缺陷槽的下端与第二L形缺陷槽的上端相连,第五L形缺陷槽的下端与第三L形缺陷槽的上端相连,第二L形缺陷槽的右端与第三L形缺陷槽的左端相连,第四L形缺陷槽的右端与第五L形缺陷槽的左端相连,第一L形缺陷槽的下端与第四L形缺陷槽和第五L形缺陷槽的上端相连。五个合并在一起的L形槽线大小不同,构成五频带谐振特性。
本发明与现有技术相比具有如下优点:
1.本发明由于在金属微带线上刻蚀有周期性或非周期性的缺陷槽,使得电路基片的有效介电常数分布发生变化,改变电路的有效电容和电感,可在电磁场重新达到平衡的过程中产生谐振特性;
2.本发明由于将缺陷槽设计为形状和大小不同的结构,并对其进行不同的组合实现了多频谐振特性。
3.本发明由于对各个缺陷槽之间进行不同组合排列,每一种组合能控制一种频率的特性,从而实现了各频带的单独调控。
4.本发明结构简单,易于制作加工,可以适用于对频段数要求较多的小型化通信设备当中。
5.本发明由于输入输出馈线一体化,因此可以与天线、功率放大器进行集成,适用于标准化、规模化生产,实现高效一体化电路。
以下参照附图对本发明的实施例及效果作进一步详细的描述。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中金属微带线上刻蚀的U形缺陷槽结构示意图。
图3为本发明中金属微带线上刻蚀的三个L形缺陷槽结构示意图。
图4为本发明中金属微带线上刻蚀的E形缺陷槽结构示意图。
图5为本发明中金属微带线上刻蚀的四个L形缺陷槽结构示意图。
图6为本发明中金属微带线上刻蚀的十个L形缺陷槽结构示意图。
图7为本发明中金属微带线上刻蚀的五个合并的L形缺陷槽结构示意图。
图8为采用图2结构缺陷槽的微带滤波器在不同工作频率下的电流分布仿真图。
图9为采用图2结构缺陷槽的微带滤波器的波形仿真和测试波形比较图。
图10为采用图3结构缺陷槽的微带滤波器的波形仿真和测试波形比较图。
图11为采用图4结构缺陷槽的微带滤波器的波形仿真结果图。
图12为采用图5结构缺陷槽的微带滤波器在不同尺寸下的波形仿真结果图。
图13为采用图5结构缺陷槽的微带滤波器的波形仿真和测试波形比较图。
图14为采用图6结构缺陷槽的微带滤波器的波形仿真结果图。
图15为采用图7结构缺陷槽的微带滤波器的波形仿真结果图。
具体实施方式
基于上述技术方案,本发明给出如下实施例。
实施例1:U形缺陷槽结构的双频带阻滤波器
参照图1,本实例包括:介质基板1、输入端口2和输出端口3,介质基板1的正面上为金属微带线4、介质基板1反面为接地板5。金属微带线4、输入端口2和输出端口3三者位于同一平面上。其中介质基板1的介电常数为10.2,介质基板1厚度为1.27mm,金属微带线4的宽度为1.2mm。金属微带线4上刻蚀有周期性的缺陷槽6,该缺陷槽6由四个U形槽线构成,且缺陷槽(6)的槽线深度与金属微带线(4)的厚度相同。
如图2所示,第一U形缺陷槽601与第二U形缺陷槽602的大小相同,依次水平排列在微带线的左侧,第三U形缺陷槽603与第四U形缺陷槽604的大小相同,依次水平排列在微带线的右侧,形成双频带谐振特性。其中第一U形缺陷槽601与第二U形缺陷槽602槽宽a1为0.2mm,横线l1长为11mm、竖线l2长为1mm,第一U形缺陷槽601与第二U形缺陷槽602间距g2为0.2mm;第三U形缺陷槽603与第四U形缺陷槽604槽宽a2为0.2mm,横线l3长为6.5mm、竖线l4长为1mm,第三U形缺陷槽603与第四U形缺陷槽604间距g2为0.2mm,第二U形缺陷槽602与第三U形缺陷槽603间距g1为6mm。
所述的四个U形槽线的排列,构成两组不同的缺陷单元,且这两组不同的缺陷单元控制的电流分布是不一样的,从而使介质基板1的有效介电常数分布发生变化,同时改变了电路的有效电容和电感,形成2.8GHz和4.75GHz这两个不同的谐振频率,其中尺寸大的两个U形槽线601和602控制2.8GHz的谐振频率,尺寸小的两个U形槽线603和604控制4.75GHz的谐振频率。
实施例2:三个L形缺陷槽结构的双频带阻滤波器
本实例的结构与实施例1的主要结构相同,所不同的是金属微带线4上刻蚀有非周期性的缺陷槽6,如图3所示。
参照图3,本实例的缺陷槽6由三个L形槽线构成,第一L形缺陷槽605与第二L形缺陷槽606的大小相同,依次水平排列在微带线的上侧,第三L形缺陷槽607水平排列在微带线的下侧的中间位置,形成双频带谐振特性。其中第一L形缺陷槽605与第二L形缺陷槽606槽宽a3为0.2mm,横线l5长为5mm、竖线l6长为0.4mm,第一L形缺陷槽605与第二L形缺陷槽606的间距g3为0.4mm;第三L形缺陷槽607槽宽a4为0.2mm,横线l7长为7.5mm、竖线l8长为0.4mm,第三L形缺陷槽607与第一L形缺陷槽605和第二L形缺陷槽606的间距g4为0.4mm。
所述的三个L形槽线的排列,构成两组不同的缺陷单元,且这两组不同的缺陷单元控制的电流分布是不一样的,从而使介质基板1的有效介电常数分布发生变化,同时改变了电路的有效电容和电感,形成4GHz和6GHz的这两个不同的谐振频率,其中尺寸大的两个L形槽线603和604控制4GHz的谐振频率,尺寸小的一个L形槽线607控制6GHz的谐振频率。
实施例3:E形缺陷槽结构的多频带阻滤波器
本实例的结构与实施例1的主要结构相同,所不同的是所用介质基板1的介电常数为2.2,介质基板1厚度为0.8mm,金属微带线4的宽度为2.46mm。金属微带线4上刻蚀有周期性的缺陷槽6,如图4所示。
参照图4,本实例的缺陷槽6由四个E形槽线构成,第一E形缺陷槽608与第二E形缺陷槽609的大小相同,这两个E形缺陷槽水平排列,且开口分别指向介质基板1的两端,即反向水平排列在微带线的上侧,第三E形缺陷槽610与第四E形缺陷槽611的大小相同,这两个E形缺陷槽水平排列,且开口分别指向介质基板1的两端,即反向水平排列在微带线的下侧,形成四频带谐振特性。其中第一E形缺陷槽608与第二E形缺陷槽609的槽宽a5为0.2mm,上横线l9长为6mm、中横线l10长为6mm、下横线l11长为6mm、竖线l12长为1mm,上横线l9与中横线l10的间距s1为0.2mm,中横线l10与下横线l11的间距s2为0.2mm;第一E形缺陷槽608与第二E形缺陷槽609的间距g5为0.1mm,第三E形缺陷槽610槽宽与第四E形缺陷槽611槽宽a6为0.2mm,上横线l13长为13mm、中横线l14长为13mm、下横线l15长为13mm、竖线l16长为1mm,上横线l13与中横线l14的间距s3为0.2mm,中横线l14与下横线l15的间距s4为0.2mm;第三E形缺陷槽610与第四E形缺陷槽611的间距g6为0.1mm,第一E形缺陷槽605与第三E形缺陷槽610的间距g7为0.15mm,第二E形缺陷槽606与第四E形缺陷槽611的间距g8为0.15mm。
所述的四个E形槽线的排列,构成两组不同的缺陷单元,且这两组不同的缺陷单元控制的电流分布是不一样的,从而使介质基板1的有效介电常数分布发生变化,同时改变了电路的有效电容和电感,形成4GHz、6GHz、11GHz和14GHz这四个不同的谐振频率,其中尺寸小的两个E形槽线608和609控制11GHz和14GHz的谐振频率,尺寸大的两个E形槽线610和611控制4GHz和6GHz的谐振频率。
实施例4:四个L形缺陷槽结构的双频带通滤波器
本实例的结构与实施例1的主要结构相同,所不同的是金属微带线4上刻蚀有周期性的缺陷槽6,如图5所示。
参照图5,本实例的缺陷槽6由四个L形槽线通过缝隙a容性耦合构成,其中第一L形缺陷槽612与第二L形缺陷槽613的大小相同,这两个L形缺陷槽水平排列,且开口分别指向介质基板1的两端,即反向水平排列在微带线的上侧,第三L形缺陷槽614与第四L形缺陷槽615的大小相同,这两个L形缺陷槽水平排列,且开口分别指向介质基板1的两端,即反向水平排列在微带线的下侧,形成双频带谐振特性。其中第一L形缺陷槽612与第二L形缺陷槽613的槽宽a9为0.2mm,横线l17长为8mm、竖线l18长为0.4mm,第一L形缺陷槽612和第二L形缺陷槽613到缝隙a的间距g9为0.8mm;第三L形缺陷槽614的槽宽与第四L形缺陷槽615槽宽a8为0.2mm,第三L形缺陷槽614和第四L形缺陷槽615到缝隙a的间距g10为1.4mm,第一L形缺陷槽612与第三L形缺陷槽614的间距g11为0.2mm,第二L形缺陷槽613与第四L形缺陷槽615的间距g12为0.2mm。
所述的四个L形槽线的排列,构成两组不同的缺陷单元,且这两组不同的缺陷单元控制的电流分布是不一样的,从而使介质基板1的有效介电常数分布发生变化,同时改变了电路的有效电容和电感,形成2.4GHz和3.5GHz这两个不同的谐振频率,其中尺寸小的两个L形槽线612和613控制3.5GHz的谐振频率,尺寸大的两个L形槽线614和615控制2.4GHz的谐振频率。
实施例5:十个L形缺陷槽结构的多频带通滤波器
本实例的结构与实施例1的主要结构相同,所不同的是金属微带线4上刻蚀有周期性的缺陷槽6,如图6所示。
参照图6,本实例的缺陷槽6由十个L形槽线通过缝隙b容性耦合构成,其中:第一L形缺陷槽616与第二L形缺陷槽617的大小相同,这两个L形缺陷槽水平排列,且开口分别指向介质基板1的两端,即反向水平排列在微带线的上侧;第三L形缺陷槽618与第四L形缺陷槽619的大小相同,这两个L形缺陷槽水平排列,且开口分别指向介质基板1的两端,即反向水平排列在微带线的下侧;第五L形缺陷槽620与第六L形缺陷槽621的大小相同,该第五L形缺陷槽620紧贴第一L形缺陷槽616的下部,该第六L形缺陷槽621紧贴第二L形缺陷槽617的下部;第七L形缺陷槽622与第八L形缺陷槽623的大小相同,该第七L形缺陷槽622位于第三L形缺陷槽618上部,该第八L形缺陷槽623位于第四L形缺陷槽619上部;第九L形缺陷槽624与第十L形缺陷槽625的大小相同,该第九L形缺陷槽624位于第七L形缺陷槽622的上部,第十L形缺陷槽625位于第八L形缺陷槽623的上部,形成五频带谐振特性。其中第一L形缺陷槽616与第二L形缺陷槽617槽宽a9为0.2mm,横线l21长为6.3mm、竖线l22长为0.4mm,第一L形缺陷槽616和第二L形缺陷槽617到缝隙b的间距g13为0.2mm,第三L形缺陷槽618槽宽与第四L形缺陷槽619横线槽宽a10为0.2mm,竖线槽宽a11为0.6mm,横线l21长为11.7mm、竖线l22长为0.6mm,第三L形缺陷槽618和第四L形缺陷槽619到缝隙b的间距g14为1.7mm,第五L形缺陷槽620与第六L形缺陷槽621槽宽a12为0.2mm,横线l25长为5.2mm、竖线l26长为0.8mm,第五L形缺陷槽620和第六L形缺陷槽621到缝隙b的间距g15为0.6mm,第七L形缺陷槽622与第八L形缺陷槽623槽宽a13为0.2mm,横线l27长为7.7mm、竖线l28长为1mm,第七L形缺陷槽622和第八L形缺陷槽623到缝隙b的间距g16均为1.4mm,第九L形缺陷槽624与第十L形缺陷槽625槽宽a14为0.2mm,横线l29长为2.6mm、竖线l30长为1.4mm,第九L形缺陷槽624和第十L形缺陷槽625到缝隙b的间距g17为均0.8mm,第三L形缺陷槽618与第七L形缺陷槽622的间距g18为0.2mm,第四L形缺陷槽619与第八L形缺陷槽623的间距g19为0.2mm,第七L形缺陷槽622与第九L形缺陷槽624的间距g20为0.2mm,第八L形缺陷槽623与第十L形缺陷槽625的间距g21为0.2mm。
所述的十个L形槽线的排列,构成五组不同的缺陷单元,且这五组不同的缺陷单元控制的电流分布是不一样的,从而使介质基板1的有效介电常数分布发生变化,同时改变了电路的有效电容和电感,形成2.4GHz、3.4GHz、4.2GHz、5.5GHz和6.7GHz这五个不同的谐振频率,其中两个L形槽线624和625控制6.7GHz的谐振频率,两个L形槽线620和621控制5.5GHz的谐振频,两个L形槽线616和617控制4.2GHz的谐振频率,两个L形槽线622和623控制3.4GHz的谐振频率。两个L形槽线618和619控制2.4GHz的谐振频率。
实施例6:五个L形缺陷槽合并结构的多频带阻滤波器
本实例的结构与实施例1的主要结构相同,所不同的是金属微带线4上刻蚀有非周期性的缺陷槽6,如图7所示。
参照图7,缺陷槽(6)由五个L形槽线合并构成,其中:第一L形缺陷槽626位于微带线的上侧,且开口分别指向介质基板1的左端和下侧;第二L形缺陷槽627与第三L形缺陷槽628水平排列,且开口分别指向介质基板1的两端和下侧,即反向水平排列在微带线的下侧;第四L形缺陷槽629与第五L形缺陷槽630水平排列,且开口分别指向介质基板1的两端和下侧。该第四L形缺陷槽629位于第二L形缺陷槽627的上部,第五L形缺陷槽630位于第三L形缺陷槽628的上部,且第四L形缺陷槽629的下端与第二L形缺陷槽627的上端相连,第五L形缺陷槽630的下端与第三L形缺陷槽628的上端相连,第二L形缺陷槽627的右端与第三L形缺陷槽628的左端相连,第四L形缺陷槽629的右端与第五L形缺陷槽630的左端相连,第一L形缺陷槽626的下端与第四L形缺陷槽629和第五L形缺陷槽630的上端相连接。五个大小不同的组合缺陷槽形成独立可控五频带特性。
其中第一L形缺陷槽626,它的横槽线长l31为6.8mm、竖槽线长l32为0.2mm,横槽线宽a18为0.1mm、竖槽线宽a19为0.25mm;第二L形缺陷槽627,它的横槽线长l33为11.5mm、竖槽线长l34为0.2mm,横槽线宽a20为0.1mm、竖槽线宽a21为0.25mm;第三L形缺陷槽628,它的横槽线长l35为5.5mm、竖槽线长l36为0.2mm,横槽线宽a22为0.1mm、竖槽线宽a23为0.25mm;第四L形缺陷槽629,它的横槽线长l37为8.5mm、竖槽线长l38为0.2mm,横槽线宽a24为0.1mm、竖槽线宽a25为0.25mm;第五L形缺陷槽630,它的横槽线长l39为4.7mm、竖槽线长l40为0.2mm,横槽线宽a26为0.1mm、竖槽线宽a27为0.25mm。第一L形缺陷槽626与第四L形缺陷槽629的间距g22为0.1mm,第二L形缺陷槽627与第四L形缺陷槽629的间距g23为0.1mm,第三L形缺陷槽628与第五L形缺陷槽630的间距g24为0.1mm。
所述的五个L形缺陷槽构成五组不同的缺陷单元,且每一组缺陷单元所对应的电流分布是不一样的,从而使介质基板1的有效介电常数分布发生变化,同时改变了电路的有效电容和电感,形成2.6GHz、3.6GHz、4.6GHz、5.8GHz和7GHz的这五个不同的谐振频率。
本发明的效果可通过以下仿真进一步说明。
仿真1,对本实施例1两个不同工作频率下滤波器的电流分布进行仿真,结果如图8所示,其中图8a表示2.8GHz的工作频率下滤波器的电流分布,图8b表示4.75GHz的工作频率下滤波器的电流分布。
由图8a可见,在微带线左侧的第一U形缺陷槽601与第二U形缺陷槽602的电流强度从左到右依次增大,在微带线右侧的第三U形缺陷槽603与第四U形缺陷槽604的电流强度较小。
由图8b可见,在微带线左侧的第一U形缺陷槽601与第二U形缺陷槽602的电流强度较小,在微带线右侧的第三U形缺陷槽603与第四U形缺陷槽604的电流强度从左到右依次增大。
图8表明,不同的缺陷单元控制的电流分布是不一样的,从而可以产生不同的谐振频率,且不同的缺陷单元之间电流分布相互影响很小。
仿真2,分别对本实施例1进行电磁仿真和加工测试,结果如图9所示,图9中的虚线表示仿真结果,实线表示实测结果。从图9可以看到,实测结果与仿真结果吻合,表明本发明可通过不同大小缺陷槽的组合实现多频带谐振特性,即形成谐振频率为2.8GHz和4.75GHz的双频带阻特性。
仿真3,对本实施例2进行电磁仿真和加工测试,结果如图10所示,图10中的虚线表示仿真结果,实线表示实测结果,实测结果和设计结果吻合。图10表明,本发明可通过不同大小缺陷槽的组合实现多频带谐振特性,即形成谐振频率为4GHz和6GHz的双频带阻特性。
仿真4,对本实施例3进行电磁仿真,结果图11所示。图11表明,本发明通过不同大小缺陷槽的组合可实现四频带谐振特性,即形成谐振频率为4GHz、6GHz、11GHz和14GHz的四频带阻特性。
仿真5,对本实施例4进行在缺陷槽不同尺寸下的电磁仿真,结果如图12所示,图12中的实线表示一组缺陷槽尺寸的仿真结果,虚线表示另一组缺陷槽尺寸的仿真结果。图12所示的仿真结果表明,本发明在不同尺寸下形成的谐振频率不同,即得出实线表示的双频滤波器的工作频率为2.4GHz和3.5GHz,虚线表示的双频滤波器的工作频率为2.4GHz和5.2GHz。
仿真6,对本实施例4进行电磁仿真和加工测试,结果如图13所示,图13中的虚线表示仿真结果,实线表示实测结果,实测结果和设计结果吻合。图13表明,本发明通过不同大小缺陷槽的组合实现了双频带通特性,即形成谐振频率为2.4GHz和3.5GHz的双频带通特性。
仿真7,对本实施例5进行电磁仿真,结果如图14所示,图14表明,本发明通过不同大小缺陷槽的组合实现了五频带谐振特性。即形成谐振频率为2.4GHz、3.4GHz、4.2GHz、5.5GHz和6.7GHz的五频带通特性。
仿真8,对本实施例6进行电磁仿真,结果如图15所示,图15表明,本发明通过不同大小缺陷槽的组合实现了五频带谐振特性。即形成谐振频率为2.6GHz、3.6GHz、4.6GHz、5.8GHz和7GHz的五频带阻特性。
以上描述仅是本发明的几个具体实例,并未构成本发明的任何限制。显然对于本领域的专业人员来说,在了解了本发明内容和原理后,都可能在不背离本发明原理、结构的情况下,进行形式和参数这些细节上的各种修正和改变,但是这些基于本发明思想的修正和改变仍在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (8)
1.一种多频段易调控射频滤波器,包括介质基板(1)、输入端口(2)和输出端口(3),介质基板的正面为金属微带线(4)、反面的金属镀层作为微带线的接地板(5),该金属微带线(1)、输入端口(2)、输出端口(3)三者位于同一平面上,其特征在于:金属微带线(4)上刻蚀有周期性或非周期性的缺陷槽(6),这些缺陷槽(6)的形状相似,大小不同,不同大小的缺陷槽分别控制不同的谐振,通过不同大小缺陷槽的组合实现不同需求的多频带特性。
2.根据权利要求1所述的多频段易调控射频滤波器,其特征在于:缺陷槽(6)由四个U形槽线构成,其中第一U形缺陷槽(601)与第二U形缺陷槽(602)的大小相同,依次水平排列在微带线的左侧,第三U形缺陷槽(603)与第四U形缺陷槽(64)的大小相同,依次水平排列在微带线的右侧,形成双频带特性。
3.根据权利要求1所述的多频段易调控射频滤波器,其特征在于:缺陷槽(6)由三个L形槽线构成,其中第一L形缺陷槽(605)与第二L形缺陷槽(606)的大小相同,依次水平排列在微带线的上侧,第三L形缺陷槽(607)水平排列在微带线的下侧的中间位置,形成双频带特性。
4.根据权利要求1所述的多频段易调控射频滤波器,其特征在于:缺陷槽(6)由四个E形槽线构成,其中第一E形缺陷槽(608)与第二E形缺陷槽(609)的大小相同,这两个E形缺陷槽水平排列,且开口分别指向介质基板1的两端,即反向水平排列在微带线的上侧;第三E形缺陷槽(610)与第四E形缺陷槽(611)的大小相同,这两个E形缺陷槽水平排列,且开口分别指向介质基板1的两端,即反向水平排列在微带线的下侧。组合形成四频带特性。
5.根据权利要求1所述的多频段易调控射频滤波器,其特征在于:缺陷槽(6)由四个L形槽线通过缝隙a容性耦合构成,其中第一L形缺陷槽(612)与第二L形缺陷槽(613)的大小相同,这两个L形缺陷槽水平排列,且开口分别指向介质基板1的两端,即反向水平排列在微带线的上侧;第三L形缺陷槽(614)与第四L形缺陷槽(615)的大小相同,这两个L形缺陷槽水平排列,且开口分别指向介质基板1的两端,即反向水平排列在微带线的下侧,组合形成双频带谐振特性。对带通滤波器,缺陷槽的分布左右可以对称,也可以反对称。也就是说,缺陷单元的组合方式不是唯一的,但能达到同样的效果。
6.根据权利要求1所述的多频段易调控射频滤波器,其特征在于:缺陷槽(6)由十个L形槽线通过缝隙b容性耦合构成,其中:
第一L形缺陷槽(616)与第二L形缺陷槽(617)的大小相同,这两个L形缺陷槽水平排列,且开口分别指向介质基板1的两端,即反向水平排列在微带线的上侧;
第三L形缺陷槽(618)与第四L形缺陷槽(619)的大小相同,这两个L形缺陷槽水平排列,且开口分别指向介质基板1的两端,即反向水平排列在微带线的下侧;
第五L形缺陷槽(620)与第六L形缺陷槽(621)的大小相同,该第五L形缺陷槽(620)紧贴第一L形缺陷槽(616)的下部,该第六L形缺陷槽(621)紧贴第二L形缺陷槽(617)的下部;
第七L形缺陷槽(622)与第八L形缺陷槽(623)的大小相同,该第七L形缺陷槽(622)位于第三L形缺陷槽(618)上部,该第八L形缺陷槽(623)位于第四L形缺陷槽(619)上部;
第九L形缺陷槽(624)与第十L形缺陷槽(625)的大小相同,该第九L形缺陷槽(624)位于第七L形缺陷槽(622)的上部,第十L形缺陷槽(625)位于第八L形缺陷槽(623)的上部。组合形成五频带特性。
7.根据权利要求1所述的多频段易调控射频滤波器,其特征在于:缺陷槽(6)由五个阶梯型L形槽线集成构成。其中:第一L形缺陷槽(626)位于微带线的上侧,且开口分别指向介质基板1的左端和下侧;第二L形缺陷槽(627)与第三L形缺陷槽(628)水平排列,且开口分别指向介质基板1的两端和下侧,即反向水平排列在微带线的下侧;第四L形缺陷槽(629)与第五L形缺陷槽(630)水平排列,且开口分别指向介质基板1的两端和下侧,该第四L形缺陷槽(629)位于第二L形缺陷槽(627)的上部,第五L形缺陷槽(630)位于第三L形缺陷槽(628)的上部,且第四L形缺陷槽(629)的下端与第二L形缺陷槽(627)的上端相连,第五L形缺陷槽(630)的下端与第三L形缺陷槽(628)的上端相连,第二L形缺陷槽(627)的右端与第三L形缺陷槽(628)的左端相连,第四L形缺陷槽(629)的右端与第五L形缺陷槽(630)的左端相连,第一L形缺陷槽(626)的下端与第四L形缺陷槽(629)以及第五L形缺陷槽(630)的上端相连。集成槽线形成五频带特性。
8.根据权利要求1所述的多频段易调控射频滤波器,其特征在于:缺陷槽(6)的槽线深度与金属微带线(4)的厚度相同,槽线宽度为0.1mm—0.6mm。
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Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
CN110048218A (zh) * | 2019-04-28 | 2019-07-23 | 中国电子科技集团公司第二十六研究所 | 一种具有谐波抑制功能的微带天线 |
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CN101533939A (zh) * | 2009-04-09 | 2009-09-16 | 山西大学 | 协同设计的双频带天线-滤波器装置 |
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