CN203250837U - 小型化慢波效应Ku波段微带带通滤波器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种小型化慢波效应Ku波段微带带通滤波器，包括多个发夹式谐振器和微带线，所述多个发夹式谐振器通过所述微带线相并联连接；所述发夹式谐振器包括转折端和开口端，所述开口端的耦合线向内弯曲。所述微带线的表面覆盖有铜涂层，所述铜涂层的厚度为35μm。本实用新型的小型化慢波效应Ku波段微带带通滤波器，具有可在不改变电路性能的情况下减小电路尺寸、在提高滤波器性能的同时降低成本等优点。

Description

小型化慢波效应Ku波段微带带通滤波器

技术领域

本实用新型涉及一种小型化慢波效应Ku波段微带带通滤波器。

背景技术

在无线和射频通信系统中，微带滤波器以其体积小、制造容易的特点得到了广泛应用。在需要高性能微波带通滤波器的系统中，要求滤波器具有的特点为：小尺寸,小体积,低损耗。具备这些特点的常见微带带通滤波器有平行耦合、端耦合、发夹式、梳状型和交指型等结构，这些结构都是通过耦合线实现的。在这些结构的滤波器电路中，平行耦合结构由于输入和输出不在同一条直线上、端耦合尺寸太大、发夹式、梳状型和交指型结构对工艺要求高等缺点使结构的应用具有一定的局限性。因此，迫切需要一种新结构。

慢波系统传输的电磁波相速度比光速小得多，能够与电子进行有效的相互作用，能够在很宽的频率范围内满足应用需求，因此广泛应用在各类微波器件中。慢波系统一般采用周期结构。在频率特性上，周期结构与均匀传输系统不同。均匀传输系统中只要频率高于某种波形的截止频率，该波就可在该系统中传播；而周期结构中，在某些频率上电磁波能够沿线路传输，另一个频率上，波通过周期结构时衰减，具有通带和阻带交替出现的特点。可见与均匀传输系统具有高通特性不同，周期系统具有带通特性。因此，可以将这些具有慢波效应的周期结构应用在微带带通滤波器的设计中。

实用新型内容

本实用新型是为避免上述已有技术中存在的不足之处，提供一种小型化慢波效应Ku波段微带带通滤波器，以减小传统微带滤波器的尺寸。

本实用新型为解决技术问题采用以下技术方案。

小型化慢波效应Ku波段微带带通滤波器，其结构特点是，包括多个发夹式谐振器和微带线，所述多个发夹式谐振器通过所述微带线相并联连接；所述发夹式谐振器包括转折端和开口端，所述开口端的耦合线向内弯曲。

本实用新型的小型化慢波效应Ku波段微带带通滤波器的结构特点也在于：

所述微带线的表面覆盖有铜涂层，所述铜涂层的厚度为35μm。

与已有技术相比，本实用新型有益效果体现在：

利用慢波周期结构加载改进型发夹谐振器的方式，设计本实用新型的Ku波段微带带通滤波器，是一种使用慢波周期结构实现的低损耗高性能的小型化滤波器。电路采用慢波周期结构，使滤波器出现带阻效应，对谐波有很好的抑制作用。其中发夹谐振器利用将耦合线内弯的结构，使得在不改变电路性能的情况下，减小了电路尺寸，降低了电路成本。这些结构的实用新型，使滤波器具有低损耗、高抑制度、小型化的特点。

本实用新型的小型化慢波效应Ku波段微带带通滤波器，具有可在不改变电路性能的情况下减小电路尺寸、在提高滤波器性能的同时降低成本等优点。

附图说明

图1为本实用新型的小型化慢波效应Ku波段微带带通滤波器的结构图。

图2为本实用新型的小型化慢波效应Ku波段微带带通滤波器的发夹式谐振器的结构图。

图3为本实用新型的小型化慢波效应Ku波段微带带通滤波器的带负载慢波周期结构。

附图1～3中的标号为：1发夹式谐振器，101转折端，102开口端，2微带线，3耦合线。

以下通过具体实施方式，并结合附图对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式

参见附图1～3，小型化慢波效应Ku波段微带带通滤波器，包括多个发夹式谐振器1和微带线2，所述多个发夹式谐振器1通过所述微带线2相并联连接；所述发夹式谐振器1包括转折端101和开口端102，所述开口端102的耦合线3向内弯曲。

所述微带线2的表面覆盖有铜涂层，所述铜涂层的厚度为35μm。

本实用新型的小型化慢波效应Ku波段微带带通滤波器具有周期性结构，如图3所示。在50欧姆微带线上周期性的接入负载Z_l，则在不考虑传输线损耗的情况下，总的输入阻抗Z_in2为：

$Z_{\mathrm{in}2}=Z_0\frac{Z_l+{\mathrm{jZ}}_0\tan \left(\mathrm{\βl}\right)}{Z_0+{\mathrm{jZ}}_l\tan \left(\mathrm{\βl}\right)}---\left(1\right)$

其中Z₀和β分别是开路线的特性阻抗和相位常数。当tan（βl）很小时，若Z_l=0或∞，输入阻抗Z_in2就相应的变为0或∞，于是慢波周期结构就具有了带通（Z_in2→∞）和带阻(Z_in2→0)特性。

本实用新型实施例中设计并制造的小型化慢波效应Ku波段微带带通滤波器结构如图1所示。介质基板选用Rogers RO3010，相对介电常数10.2，厚度0.635mm，微带线覆铜35μm。采用慢波周期结构并联接入六个内弯式发夹谐振器的方式，扩展滤波器的通带带宽，降低通带内插入损耗。滤波器尺寸8.3mm×6.5mm，中心频率14GHz，相对带宽20%。

如图1，六个发夹式谐振器采用相同的尺寸，都是在传统发夹谐振器基础上将耦合线内弯，利用交叉耦合方式，不仅可以实现小型化，使结构紧致，更能降低滤波器的谐波分量，增加滤波器的带外抑制度。六个发夹式谐振器上下对称设置，上下两行的发夹式谐振器的开口端的开口方向相反，上面一行的三个发夹式谐振器的开口端都是向左，下面一行的三个发夹式谐振器的开口都是向右。上下两行谐振器之间通过微带线2相连接。

该滤波器使用将耦合线内弯的发夹式谐振器结构(如图2所示)，减小了电路的尺寸，实现小型化设计；利用微带线并联结构，周期性的引入发夹谐振器作为负载，实现慢波特性，使滤波器阻带抑制度得到改善，结构匹配良好。

本实用新型结构简单，容易实现，尺寸比传统的平行耦合线微带带通滤波器减小20%，通带内插入损耗大约为1.5dB，阻带抑制至少可以达到35dB，驻波<1.5，通带波动较小，该实用新型可以广泛应用于无线通信、雷达及射频系统中。

Claims (2)

1.小型化慢波效应Ku波段微带带通滤波器，其特征是，包括多个发夹式谐振器（1）和微带线（2），所述多个发夹式谐振器（1）通过所述微带线（2）相并联连接；所述发夹式谐振器（1）包括转折端（101）和开口端（102），所述开口端（102）的耦合线（3）向内弯曲。

2.根据权利要求1所述的小型化慢波效应Ku波段微带带通滤波器，其特征是，所述微带线（2）的表面覆盖有铜涂层，所述铜涂层的厚度为35μm。

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