CN203218417U - 一种采用终端短路的h型谐振器的超宽带共面波导滤波器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种采用终端短路的H型谐振器的超宽带共面波导滤波器，包括共面波导结构和H型微带线谐振器，所述共面波导结构与H型微带线谐振器之间相耦合，所述共面波导结构的左、右两端分别连接有楔形传输线，所述共面波导结构上设有多根L型槽线，所述共面波导结构的中心设有一个E型槽，在H型微带线谐振器上连接有与E型槽相适应的E型槽线。本实用新型的超宽带共面波导滤波器采用了终端短路的H型谐振器和共面波导两种结构，能够实现很强的耦合，同时增加楔形传输线改善带内特性，并增加L型槽线来改善高频段的带外特性，可在带内产生一个陷波，消除了无线局域网系统对超宽带系统的影响。

Description

一种采用终端短路的H型谐振器的超宽带共面波导滤波器

技术领域

本实用新型涉及一种超宽带共面波导滤波器，尤其是一种采用终端短路的H型谐振器的超宽带共面波导滤波器，属于无线通信领域。

背景技术

随着无线宽带通信系统的不断发展，尤其是超宽带通信技术的发展，对超宽带滤波器的需求越来越多，同时滤波器的性能也受到了广泛的重视。过去大多数带通滤波器，包括超宽带滤波器，一般都是用微带线结构实现，但是微带线滤波器有一个瓶颈是耦合线之间的耦合不是很强，这是由于传输线之间的间隔不能太小，因为太小的话，物理实现就很难，这就导致了带内的回波损耗不是很理想。由于共面波导能够实现很强的耦合，越来越广泛地应用于带通滤波器设计，这种强耦合能够很大地改善滤波器的带内特性，包括低插入损耗和很小的群延迟。但是，共面波导也有一个缺点，就是带外特性不好，特别是高频段的衰减不够快。

据调查与了解，已经公开的现有技术如下：

2006年，H.L.Hu,X.D.Huang等人在“ELECTRONICS LETTERS”发表题为“Ultra-wideband bandpass filter using CPW-to-microstrip coupling structure”的文章中，采用两个微带线-共面波导过渡结构，并用一根微带线传输线作为多模谐振器，这种滤波器具有很好的带内带外特性，该结构如图1所示。

2007年，Nan-Wei Chen等人在“IEEE MICROWAVE AND WIRELESSCOMPONENTS LETTERS”发表题为“An Ultra-Broadband Coplanar-WaveguideBandpass Filter With Sharp Skirt Selectivity”的文章中，将共面波导低通和带通滤波器级联起来，能够实现一个超宽带滤波器，具有尖锐的带外频率选择性，并且没有寄生通带，该结构如下图2所示。

但是，上述两种现有技术的滤波器只是采用固定的结构，其功能单一，结构复杂，成本较高，且不能实现陷波功能，满足不了人们的实际需求。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供了一种体积小，成本低，能够改善带内与带外特性，且实现了陷波功能的采用终端短路的H型谐振器的超宽带共面波导滤波器。

本实用新型的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种采用终端短路的H型谐振器的超宽带共面波导滤波器，其特征在于：包括共面波导结构和H型微带线谐振器，所述共面波导结构与H型微带线谐振器之间相耦合，所述共面波导结构的左、右两端分别连接有楔形传输线。

作为一种优选方案，所述共面波导结构左、右两端的楔形传输线各有2根。

作为一种优选方案，所述共面波导结构上设有多条L型槽线。

作为一种优选方案，所述L型槽线有8根，在所述共面波导结构的左、右两边各设置有4根，所述左边与右边的L型槽线相互对称。

作为一种优选方案，所述共面波导结构的中心设有一个E型槽，在H型微带线谐振器上设有与E型槽相适应的E型槽线。

本实用新型相对于现有技术具有如下的有益效果：

1、本实用新型的超宽带共面波导滤波器解决了传统的微带线滤波器的耦合不够强以及共面波导的带外特性不好的缺陷，采用了终端短路的H型谐振器和共面波导两种结构，能够实现很强的耦合，同时增加楔形传输线改善带内特性，并增加L型槽线来改善高频段的带外特性。

2、本实用新型的超宽带共面波导滤波器采用了平面结构，具有结构简单，体积小，成本低的优点，在共面波导结构上设有E型槽，并在H型微带线谐振器上连接E型槽线，上下对称的E型槽与E型槽线可在带内产生一个陷波，消除了无线局域网系统对超宽带系统的影响。

附图说明

图1为第一种现有技术的结构示意图。

图2为第二种现有技术的结构示意图。

图3为本实用新型实施例1超宽带共面波导滤波器的结构示意图。

图4为本实用新型实施例1超宽带共面波导滤波器的H型微带线谐振器的等效电路图。

图5为本实用新型实施例1超宽带共面波导滤波器的H型微带线谐振器的等效电路的奇模分析电路图。

图6为本实用新型实施例1超宽带共面波导滤波器的H型微带线谐振器的等效电路的偶模分析电路图。

图7为本实用新型实施例1超宽带共面波导滤波器的H型微带线谐振器的阶梯阻抗归一化谐振频率图。

图8为本实用新型实施例1超宽带共面波导滤波器的仿真结果图。

图9为本实用新型实施例2超宽带共面波导滤波器的结构示意图。

图10为本实用新型实施例1与实施例2超宽带共面波导滤波器的仿真结果图。

图11为本实用新型实施例3超宽带共面波导滤波器的结构示意图。

图12为本实用新型实施例3超宽带共面波导滤波器的共面波导结构示意图。

图13为本实用新型实施例3超宽带共面波导滤波器的仿真结果图。

图14为本实用新型超宽带共面波导滤波器调整参数后的最终仿真结果图。

具体实施方式

实施例1：

如图3所示，本实施例的超宽带共面波导滤波器，包括共面波导结构1和H型微带线谐振器2，所述共面波导结构1与H型微带线谐振器2之间相耦合，所述共面波导结构1的左、右两端分别连接有2根楔形传输线3。

如图4所示，为H型微带线谐振器的等效电路，包括包括中间的低阻抗传输线和两边四根相同的高阻抗传输线。两边的高阻抗传输线可以各自看作是一对并联的短路支节。A-A'是该结构的对称面，设高阻抗值为Z₁，低阻抗值为Z₂，且其中R为阻抗比，θ₁和θ₂分别为对应的电长度。

如图5和图6所示，H型微带线谐振器的等效电路经过奇模分析和偶模分析后，奇模时，A-A'面是电壁，即短路；偶模时，A-A'面是磁壁，即开路；当θ₂=2*θ₁，且R=0.35时，该等效电路结构的三个谐振频率点只有第一个频率点在超宽带滤波器的通带（3.1GHz至10.6GHz）内，如图7所示。

本实施例的超宽带共面波导滤波器可以产生五个谐振模式，如图8所示，可以看出这五个谐振模式能够形成一个超宽带（3.1GHz至10.6GHz），但是也可以看出高频带外特性较差，特别是在16GHz附近的|S21|值已经大于-5dB，对整个滤波器的性能有较大影响。

实施例2：

如图9所示，本实施例的超宽带共面波导滤波器主要特点是：所述共面波导结构1上设有8根L型槽线4，左、右两边各设置有4根，所述左边与右边的L型槽线4相互对称。其余同实施例1。

本实施例的超宽带共面波导滤波器的L型槽线，相当于增加了低通滤波器，如图10所示，可以看出，增加L型槽线后的滤波器相比未增加之前的滤波器，高频带外特性得到了很好地改善。

实施例3：

如图11和图12所示，本实施例的超宽带共面波导滤波器主要特点是：所述共面波导结构1的中心设有一个E型槽5，在H型微带线谐振器2上设有与E型槽5相适应的E型槽线6。其余同实施例2。

本实施例的超宽带共面波导滤波器的E型槽线是为了实现陷波功能，如图13所示，看出这种结构能够产生一个具有两个传输零点的陷波，它的中心频率是5.8GHz，这样就能很好地避免了无线局域网系统对超宽带系统的影响。

如图14所示，本实用新型的超宽带共面波导滤波器具有很好的带内特性，同时带外抑制较好，而且在通带内有一中心频率为5.8GHz的陷波。

以上所述，仅为本实用新型优选的实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型所公开的范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种采用终端短路的H型谐振器的超宽带共面波导滤波器，其特征在于：包括共面波导结构（1）和H型微带线谐振器（2），所述共面波导结构（1）与H型微带线谐振器（2）之间相耦合，所述共面波导结构（1）的左、右两端分别连接有楔形传输线（3）。

2.根据权利要求1所述的一种采用终端短路的H型谐振器的超宽带共面波导滤波器，其特征在于：所述共面波导结构（1）左、右两端的楔形传输线（3）各有2根。

3.根据权利要求1所述的一种采用终端短路的H型谐振器的超宽带共面波导滤波器，其特征在于：所述共面波导结构（1）上设有多根L型槽线（4）。

4.根据权利要求3所述的一种采用终端短路的H型谐振器的超宽带共面波导滤波器，其特征在于：所述L型槽线（4）有8根，在所述共面波导结构（1）的左、右两边各设置有4根，所述左边与右边的L型槽线（4）相互对称。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种采用终端短路的H型谐振器的超宽带共面波导滤波器，其特征在于：所述共面波导结构（1）的中心设有一个E型槽（5），在H型微带线谐振器（2）上设有与E型槽（5）相适应的E型槽线（6）。

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