CN202550034U - 基于微带共面波导的双通带超宽带滤波器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型的基于微带共面波导的双通带超宽带滤波器，包括形成于介质板上、下表面的金属微带贴片和金属接地板，它通过所述金属微带贴片上的微带线到金属接地板上的共面波导的一种垂直过渡方式进行耦合，在共面波导的谐振器上嵌入嵌套式双C来实现双通特性。与在输入输出的馈线处或耦合线处加入能产生陷波特性的结构的滤波器相比，本实用新型具有结构紧凑，尺寸小，易加工，且制作价格便宜等特点，适用范围较广的双通带超宽带滤波器。

Description

基于微带共面波导的双通带超宽带滤波器

技术领域

本实用新型涉及超宽带无线技术，特别是一种结构紧凑的基于微带共面波导的双通带超宽带滤波器。 

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。从20世纪60年代出现到20世纪90年代之前，UWB技术主要采用其最初的脉冲通信形式，并主要应用于军事上的雷达和低截获率的通信系统。近年来，随着微电子器件的技术和工艺的提高，UWB技术开始应用于民用领域，并在国际上掀起了对其研究、开发和应用的热潮，被认为是下一代无线通信的革命性技术。为了研究UWB技术在民用领域使用的可行性，自1998年起，美国联邦通信委员会(FCC)就超宽带无线设备对原有窄带无线通信系统的干扰及其相互共容的问题开始广泛征求业界意见。在有美国军方和航空界等众多不同意见的情况下，FCC仍发放了UWB技术在短距离无线通信领域的应用许可，并于2002年2月批准了UWB技术用于短距离无线通信的中请，为UWB技术的产品商业化打开了第一扇门，从而使得超宽带系统的研究越来越受到人们的关注。超宽带滤波器作为超宽带通信系统的重要组成部分，也随之得到了国内外专家的广泛研究。 

然而由于超宽带通信占有频带太宽（3.1GHz到10.6GHz），在这个频段内已经存在一些常规的通信，例如：如用于卫星通信的C波段和X波段，无线局域网（WLAN）和宽带互通微波接入（WiMAX）。如何解决同频干扰成为UWB研究重要内容，而带刻痕的超宽带滤波器成为了关键。UWB滤波器多通带化的传统设计方法是多个滤波器的级联，增加了系统体积和设计成本，同时易造成部件间的失配，降低系统的效率。 

近年来出现了一些新的设计思路，如缺陷地结构、过孔结构或者多层LTCC结构，虽有一定技术进步，但是在系统大规模集成、阻带任意可调等关键技术要素方面有所欠缺。所以设计具有可调刻痕阻带的双通带超宽带滤波器具有重要的意义。 

实用新型内容

本实用新型利用金属微带贴片上的微带线到金属接地板上的共面波导的一种垂直过渡方式进行耦合方式，及在共面波导的谐振器上嵌入嵌套式双C，其目的是为了设计出一种结构紧凑性能优异，实用范围广泛的双通带超宽带滤波。 

本实用新型所采用的技术方案：一种新型的双通带超宽带滤波器，包括形成于介质板上、下 表面的金属微带贴片和金属接地板，所述金属微带贴片上的微带线到金属接地板上的共面波导的一种垂直过渡方式进行耦合，在共面波导的谐振器上嵌入嵌套式双C来实现双通特性。 

上述金属微带贴片上的微带线是左右对称结构。 

上述金属接地板上的共面波导结构中具体结合多模谐振结构。 

上述结合多模谐振结构的共面波导结构有利于分配五个谐振频率在整个超宽带内。 

本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及特性： 

（1）结构紧凑、尺寸小，易于加工，且制作价格便宜。 

（2）在固定滤波器通带的中心频点的同时，可以通过改变金属微带贴片上的微带尺寸来调节滤波器的通频带大小。 

（3）通过改变金属接地板上共面波导结构和多模谐振结构的尺寸，或者改变介质板的介电常数的大小都可以调整滤波器的通频带的大小和中心频点的位置。 

（4）通过改变在共面波导的谐振器上嵌入嵌套式双C的尺寸可以调整产生的刻痕阻带的位置。 

附图说明

图1是本实用新型所述双通带超宽带滤波器的基本结构俯视图； 

图2是本实用新型所述双通带超宽带滤波器的基本结构仰视图； 

图3是本实用新型所述双通带超宽带滤波器的S参数仿真结构； 

图4是本实用新型所述双通带超宽带滤波器的群延迟； 

具体实施方式

近年来，多模谐振开始被应用到微带带通滤波器的设计中，这种类型滤波器充分利用在通带内呈现多个谐振模式的特性，实现多模谐振滤波器具有多通带超宽带性能。与其它的双通超宽带滤波器相比，这种滤波器的结构紧凑，易于加工，适用范围广，有望在超宽带（Ultra-Wide Bandwidth）无线技术中得到应用。本实用新型是利用金属微带贴片上的微带线到金属接地板上的共面波导的一种垂直过渡方式进行耦合，在共面波导的谐振器上嵌入嵌套式双C，设计了一种低成本、高性能，适用范围较广的双通带超宽带滤波器。 

下面结合附图对本实用新型的具体结构作进一步的描述。 

如图1所示，本实用新型所述双通带超宽带滤波器采用双面覆铜箔的介质板制造。其中，介质板上表面为金属微带贴片10（白色部分）。图中，d₁和d₂分别为两种微带线的宽度，L₁和L₂为两种微带线的长度。 

图2为双通带超宽带滤波器的基本结构仰视图，其中，介质板的下表面为金色接地板20（白 色部分）。所述金属接地板20包括共面波导30和一个加载嵌套式双C存根21，其中共面波导30是由矩形共面波导31和多模谐振结构32构成。矩形共面波导31刻痕长宽分别为L₃和d₃，多模谐振结构32的两种微带线的宽度为d₄和d₅，L₄和L₅为两种微带线的长度，加载嵌套式双C存根21长度分别为L₆和L₇，其双C存根线宽度为d₈，双C存根开口宽分别为d₆和d₇。 

图3为用商用软件CST2011仿真得到的S参数曲线。此滤波器的刻痕阻带中心频率为7.7GHz，刻痕阻带衰减大于25dB，-3dB带宽为3.1GHz-7GHz和8.3GHz-10.3GHz。这个滤波器的整体性能较为优异。 

图4为用商用软件CST2011仿真得到的群时延曲线。在两个通带内德群时延都处于0.2ns和0.6ns之间，总的说来在通带内时延性较为一致，刻痕点处的时延特别大。综上所述此滤波器完全满足设计指标，是一个性能较为优异的超宽带滤波器。 

通过这种结构不同参数的设置实现双通带超宽带的特性，随着滤波器的某些结构参数（金属接地板上共面波导结构和多模谐振结构的长度，介质板的介电常数）的变化，该超宽带滤波器的通频带带宽在变化，中心频点也在变化。与此同时，改变这种滤波器在共面波导的谐振器上嵌入嵌套式双C的尺寸，可以实现双通带的性能及谐振频点的调整。 

Claims (3)

1.一种新型的基于微带共面波导的双通带超宽带滤波器，包括形成于介质板上、下表面的金属微带贴片和金属接地板，其特征在于，通过所述金属微带贴片上的微带线到金属接地板上的共面波导的一种垂直过渡方式进行耦合，在共面波导的谐振器上嵌入嵌套式双C来实现双通特性。

2.根据权利要求1所述新型的基于微带共面波导的双通带超宽带滤波器，其特征在于，所述金属微带贴片上的微带线是左右对称结构。

3.根据权利要求1所述新型的基于微带共面波导的双通带超宽带滤波器，其特征在于，所述金属接地板上的共面波导结构中具体结合多模谐振结构。 

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