CN202550040U - 用于无线局域网的双频带微带滤波器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及的是一种用于无线局域网的双频带微带滤波器，主要解决一般WLAN滤波器不能完整覆盖第二个通带700M带宽的问题。它属于平面印刷板滤波器，双直角形结构与双S形结构辐射单元的下边平行；双S形结构辐射单元、双直角形结构均是位于介质基板的一面的金属片，而箭头形DGS结构则是在介质基板另一面的完整的金属片上蚀刻出的一个箭头形结构。本实用新型的箭头形缺陷地结构可改变电路的等效电抗，增强输入输出的耦合，从而有效的扩展第二个通信频带带宽至800M，使之符合WLAN通信的要求。

Description

用于无线局域网的双频带微带滤波器

技术领域

本实用新型涉及一种用于无线局域网的双频带微带滤波器，该滤波器可以用于滤去镜频干扰、衰减噪声、频分复用以及在高性能的振荡、放大、倍频和混频电路中。该滤波器可用于多通带通信和WLAN通信。 

背景技术

现在移动通信基站及移动通信终端都正在朝着小型化，集成化的方向发展，越来越多的通信系统和功能都集成在一种通信设备和终端上，例如，现在的手机中不仅可以同时支持GSM和CDMA通信制式，而且还兼容GPS和WLAN等一些通信制式。而同时通信系统的不断增多，使得频率资源也变得相对紧张，如何合理的利用频率资源，在朝着更高频段发展的同时也兼容好现阶段的各种通信频段资源的通信系统是无线通信发展的一个关键。多通带滤波器可以根据通信系统要求同时工作于多个或整个所需要的工作频段，在兼容现有通信频段的同时，滤除掉其他频段的干扰信号。 

从综合应用和集成化的角度出发，微带结构非常适合于制作通信频段的多通带。基于微带结构的多通带滤波器可以做到非常紧凑，并且易于与基站中的射频前端结合，非常利于应用。结合微带的集成化特点，DGS，SIR等结构和一些新的结构也可以广泛的应用于滤波器设计，而结合结构特点的设计方法也层出不穷，这也极大的促进了无线通信的快速发展。基于微带结构的多通带滤波器在最近十年内越来越受到学者们的重视，这些研究不仅促进了滤波器设计技术的进步，也使微带技术得到了更大的发展。随着技术的成熟，多通带技术在无线通信系统中的应用将会越来越广，因此研究微带多通带滤波器的新的实现形式和方法就显得特别有意义。 

阶梯阻抗谐振器（SIR-Stepped Impendence Resonators）是由两个以上 具有不同特性阻抗的传输线组合而成的横向电磁场或准横向电磁场模式的谐振器，这种谐振器可以在不减小无载Q值的情况下可以缩短谐振器的长度，这有利于滤波器的小型化及提高滤波器带外抑制，M.Makimoto和S.Yamashita在他们的专注中详细介绍了这种结构在滤波器设计中的应用。1999年，韩国学者J.-I.Park等人在周期光子带隙结构(Photonic Band-Gap，PBG)的基础上提出了缺陷地面结构(Defected Ground Structure，DGS)，并把它应用到平面电路和低通滤波器设计中。DGS通过在地板上刻蚀缺陷图案，改变地板上屏蔽电流的分布，从而改变传输线的等效电感和等效电容，获得慢波特性和禁带特性。与传统的PBG结构相比，DGS结构仅需一个缺陷单元就能获得禁带特性，且带隙中心频率仅由缺陷单元结构决定，因此尺寸小，结构紧凑，易于等效电路分析。 

在对DGS应用的早期，主要是利用其内在的谐振性质和在传输线中所呈现出来的带隙特性来设计低通，带通和带阻滤波器。A-Rahman等人率先尝试把DGS自身作为独立的谐振单元，用于带通滤波器的制作。采用不同谐振单元的通带组合和馈线的缝隙耦合可以实现带源和负载耦合的带通滤波器和并联型双通带滤波器，通过对两阶SIR进行谐振特性分析可以清楚的看出其具有双谐振特性，利用其作为单元可以实现结构紧凑的双通带滤波器，同时在双模滤波器研究的基础上，将其应用于地板，就可以设计出非对称零点的DGS双通带滤波器。在南京理工大学学报(自然科学版)2010年12月第34卷第6期中顾继慧、朱银霞等人发表了一篇“双频阶梯阻抗谐振器滤波器设计”的文章，该滤波器有2.4G和5.2G两个隔离性较好的频带，但是由于第二个频带过窄，不能满足WLAN通信的需求。 

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术存在的上述不足，提出一种用于无线局域网的双频带微带滤波器，在两阶阶跃阻抗谐振腔产生双频特性 的基础上，通过加载箭头形缺陷地结构改变电路的等效电抗，增强输入输出的耦合，从而有效的扩展第二个通信频带带宽至800M，使之符合WLAN通信的要求。 

本实用新型所解决的技术问题是这样实现的：用于无线局域网的双频带微带滤波器，包括双S形结构辐射单元、双直角形结构和箭头形DGS结构，其特征是：双S形结构是由两个互相对称的由五段传输线连接而成的S形结构组成，且五段传输线连接处的两段均相互垂直；双直角形结构由两个互相对称的直角形结构组成；箭头形DGS结构是一个箭头形的缺陷地结构；该滤波器为印刷版滤波器，双直角形结构2与双S形结构辐射单元1的下边平行；双S形结构辐射单元1、双直角形结构2均是位于介质基板的一面的金属片，而箭头形DGS结构3则是在介质基板另一面的完整的金属片上蚀刻出的一个箭头形的结构。 

本实用新型还可以包括这样一些结构特征： 

1、所述的缺陷地结构可以采用矩形结构、圆形结构、多边形结构和分形结构等多种形状，设计不同形状和结构的双频滤波器。通过调整DGS槽孔的几何尺寸实现滤波器的小型化设计和双频工作特性的设计。 

2、采用双S型耦合两阶SIR结构和缺陷地结构复合的形式实现平面印刷滤波器线结构，有效减小滤波器的体积和尺寸，满足小型化滤波器的设计；本实用新型使用的箭头形和环形的缺陷地结构，不仅可以扩展滤波器的带宽，提高WLAN滤波器的双频特性。 

本实用新型所设计的双S型耦合两阶SIR结构和缺陷地结构复合结构的WLAN滤波器，根据双阶SIR的谐振条件和箭头形缺陷地结构的谐振条件，使得其配合来实现2.4GHz和5.2GHz的WLAN双频通信的需要。 

本实用新型与现有技术相比，具有显著的优点：本实用新型可以实现完美的WLAN双频段的滤波器效果，由于WLAN的两个频段的带宽差别比较大， 2.4GHz频段只需要100MHz，而5.2GHz频段需要700MHz，利用传统的设计方法很难同时实现满足这两个带宽的需要。而本实用新型利用两阶“S”形SIR结构来产生双频特性，此后利用箭头形缺陷地结构来进一步扩展第二个频段的带宽使之满足设计的需要。 

附图说明

图1是本实用新型实施实例1的基本结构俯视图； 

图2是本实用新型实施实例1的背面结构俯视图。 

具体实施方式

下面结合附图举例对本实用新型做更详细地描述： 

实施例一：结合图1，用于无线局域网的双频带微带滤波器由双S形结构单元和直角形结构组成；两个结构之间间距很小，使其两部分能够相互耦合；根据所示的结构，只要选择合适的尺寸，就能满足其双频带工作特性。 

实施实例一：介质基板的介电常数一般在2-9.8之间，本实用新型采用的介电常数为2.65的聚四氟乙烯板，该基板价格较低，损耗较小，基于上述要求；在实际中，可根据实际应用采用介电常数损耗角小的介质基板，如介电常数损耗角小于10-3的基板；本实用新型采用的介质基板的厚度为1.6mm，满足所需的强度。 

实施例一：整个滤波器的谐振部分由双S形结构单元和直角形结构组成，为了减小滤波器的体积，将两阶阶跃谐振腔折叠成双S形；此设计不仅使得滤波器的结构更为紧凑，更能很好的实现双频带通信；缺陷地结构采用箭头形结构，结构简单，能有效的扩展双频带通信中的第二个频带，使得其能完美的满足2.4G和5.2G的双通带WLAN通信的要求，且隔离特性较好，其频带内的信号受带外信号影响较小。 

Claims (2)

1.一种用于无线局域网的双频带微带滤波器，包括双S形结构辐射单元（1）、双直角形结构（2）和箭头形DGS结构（3），其特征是：双S形结构（101）是由两个互相对称的由五段传输线连接而成的S形结构组成，且五段传输线连接处的两段均相互垂直；双直角形结构（2）由两个互相对称的直角形结构组成；箭头形DGS结构（3）是一个箭头形的缺陷地结构。

2.根据权利要求1所述的一种用于无线局域网的双频带微带滤波器，其特征是：该滤波器为印刷版滤波器，双直角形结构（2）与双S形结构辐射单元（1）的下边平行；双S形结构辐射单元（1）、双直角形结构（2）均是位于介质基板的一面的金属片，而箭头形DGS结构（3）则是在介质基板另一面的完整的金属片上蚀刻出的一个箭头形的结构。 

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