CN202712384U

CN202712384U - 基于多模谐振腔的双通带超宽带滤波器

Info

Publication number: CN202712384U
Application number: CN 201120518441
Authority: CN
Inventors: 苏畅; 马庆钟; 刘乘源
Original assignee: Harbin Feiyu Technology Co Ltd
Current assignee: Harbin Feiyu Technology Co Ltd
Priority date: 2011-12-10
Filing date: 2011-12-10
Publication date: 2013-01-30
Anticipated expiration: 2021-12-10

Abstract

本实用新型公开了一种新型的基于多模谐振腔的双通带超宽带滤波器，包括形成于介质板（20）、金属微带贴片（10）和金属接地板（40），介质板（20）的上方为金属微带贴片（10），介质板（20）的下方为金属接地板（40），所述金属微带贴片包括多模谐振腔（30）、一个加载开路树杈式微带线存根（11），其中多模谐振腔（30）是由全波长的微带线（31）、一对关于中心轴对称小圆形加载存根（32）和一个大圆形加载存根（33）构成的。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

基于多模谐振腔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多模谐振腔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

本实用新型利用折叠式多模谐振结构优异的谐振特性，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：

一种新型的基于多模谐振腔的双通带超宽带滤波器，包括形成于介质板（20）上、下表面的金属微带贴片（10）和金属接地板（40），介质板（20）的上方为金属微带贴片（10），介质板（20）的下方为金属接地板（40），所述金属微带贴片包括多模谐振腔（30）、一个加载开路树杈式微带线存根（11），其中多模谐振腔（30）是由全波长的微带线（31）、一对关于中心轴对称小圆形加载存根（32）和一个大圆形加载存根（33）构成的。

所述新型的基于多模谐振腔的双通带超宽带滤波器，其特征在于，全波长的微带线（31）和一对关于中心轴对称小圆形加载存根（32）及一个大圆形加载存根（33）之间用一组交趾电容连接。

所述新型的基于多模谐振腔的双通带超宽带滤波器，其特征在于，所述交趾电容的每条交趾的宽度与各交趾之间的间隙相等。

所述新型的基于多模谐振腔的双通带超宽带滤波器，其特征在于，在由全波长的微带线（31）下方水平方向中心位置加载开路树杈式微带线存根（11）。

所述新型的基于多模谐振腔的双通带超宽带滤波器，其特征在于，通过加载的开路树杈式微带线存根（11）实现双通带。

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，可以通过改变交趾电容的数目来调节滤波器的通频带大小。

（3）通过改变交趾电容和三圆形加载存根的尺寸，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）通过改变加载开路树杈式微带线存根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主视图；

图3是本实用新型所述双通带超宽带滤波器的基本结构侧视图；

图4是本实用新型所述双通带超宽带滤波器的等效电路图；

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。本实用新型真是利用谐振结构的多谐振特性，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），介质板的下表面为金色接地板20（灰色部分）。所述金属微带贴片10包括多模谐振腔30和一个加载开路树杈式微带线存根11，其中多模谐振腔30是由全波长的微带线31和附加的三个圆形加载存根32构成。图中，r₁和r₂分别为三个圆形加载的半径，L₁为连接三个圆形加载的微带线的长度，中间大圆下端距微带线的高度为h₁，两旁小圆下端距微带线的高度为h₂，相邻两个圆圆心间距为d₄，交趾电容的长度为L₃和L₄，馈电端微带线长为L₅，开路树杈式微带线长为L₆，树杈枝长为L₂，树枝与树干间夹角为45度，连接三个圆形加载的微带线和交趾电容的微带线宽度均为d₁，开路树杈式微带线宽度为d₂，馈电端微带线宽为d₃。

图2和图3分别为双通带超宽带滤波器的基本结构主视图和侧视图，其中h_j为介质的厚度，h_t为金属贴片和地板的厚度。

这种双通带超宽带滤波器的工作原理可以用图4所示的等效电路模型来分析。介质板上表面的金属微带贴片10由多模谐振腔（MMR）30和一个加载开路树杈式微带线存根11两部分组成，其中：开路树杈式微带线存根11等效为双谐振的LC谐振回路。该双通带滤波器的交趾电容两端连接的是普通激励源（50Ω）。

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（交趾电容和圆形加载微带线的长度，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，改变这种滤波器结构的交趾电容交趾的数量，可以使得滤波器在固定其通频带的中心频点的同时，调整通频带的大小。通过调整树杈式开路微带线中树杈的尺寸和角度可以实现双通带的性能及谐振频点的调整。

Claims

1.本实用新型公开了一种新型的基于多模谐振腔的双通带超宽带滤波器，其特征在于，包括形成于介质板（20）上、下表面的金属微带贴片（10）和金属接地板（40），介质板（20）的上方为金属微带贴片（10），介质板（20）的下方为金属接地板（40），所述金属微带贴片包括多模谐振腔（30）、一个加载开路树杈式微带线存根（11），其中多模谐振腔（30）是由全波长的微带线（31）、一对关于中心轴对称小圆形加载存根（32）和一个大圆形加载存根（33）构成的。

2.根据权利要求1所述新型的基于多模谐振腔的双通带超宽带滤波器，其特征在于，全波长的微带线（31）和一对关于中心轴对称小圆形加载存根（32）及一个大圆形加载存根（33）之间用一组交趾电容连接。

3.根据权利要求1或2所述新型的基于多模谐振腔的双通带超宽带滤波器，其特征在于，所述交趾电容的每条交趾的宽度与各交趾之间的间隙相等。

4.根据权利要求1所述新型的基于多模谐振腔的双通带超宽带滤波器，其特征在于，在由全波长的微带线（31）下方水平方向中心位置加载开路树杈式微带线存根（11）。

5.根据权利要求1或4所述新型的基于多模谐振腔的双通带超宽带滤波器，其特征在于，通过加载的开路树杈式微带线存根（11）实现双通带。