CN203883095U - 一种超宽带滤波器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种超宽带滤波器，其特征在于包括以下装置：第一输入/输出端口（1）、第二输入/输出端口（2）和基板（12），所述第一输入/输出端口（1）和第二输入/输出端口（2）位于一个水平线上并处于基板（12）的两侧；该基板（12）具有第一介质板（12-1），第二介质板（12-2）和底板（12-3），该底板的外表面具有金属镀层，所述第一介质板（12-1）和第二介质板（12-2）的介电常数不同。该超宽带滤波器具有结构简单、小型化、带内选择性好等优势，便于产品调试及批量生产。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种超宽带滤波器，属微波传输器件技术领域。
背景技术
超宽带(Ultra-wideband, UWB)技术是近年来以其成本低、功耗小、数据传输速率高、安全性好等优点而成为国际上新兴的一种无线通信技术。自2002年美国联邦通信委员会(Federal Communications Commission, FCC)将3.1GHz～10.6GHz的频段批准用于商业通信以来，超宽带通信技术受到了越来越多的重视。滤波器是超宽带系统中的一个重要元件，如何设计出结构简单，体积小、平面化、选择性高的超宽带滤波器己经成为研究者们追逐的目标。
现有文献报道的超宽带滤波器结构：
文献1（Zhu, L., S. Sun, and Menzel. W, Ultra-wideband (UWB) bandpass filters using multiple-mode resonator, IEEE Microwave and Wireless Components Letters, 2005, 15: 796-798）中利用在矩形多模谐振器实现超宽带滤波器，结构简单，但滤波器的选择性不理想；
文献2（Hao, Z. C., and J. S. Hong, UWB Bandpass Filter Using Cascaded Miniature High-Pass and Low-Pass Filters With Multilayer Liquid Crystal Polymer Technology, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 2010, 58: 614-623）中利用多层结构之间的耦合来实现超宽带滤波器，性能良好，但多层结构不易应用于微波电路模块集成;
文献3（ Oshima. S., K. Wada, R. Murata, and Y. Shimakata, Multilayer dual-band bandpass filter in low-temperature co-fired ceramic substrate for ultra-wideband applications, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 2010, 58: 941-948）中利用新型低温共烧陶瓷（LTCC）技术实现超宽带滤波器，结构紧凑，但制作昂贵，且不易量产。
综上所述，（1）文献1中设计的超宽带滤波器结构简单，但滤波器的选择性不理想；（2）文献2中设计的超宽带滤波器是利用多层结构之间的耦合，性能优良，但多层结构不易应用于微波电路模块集成；（3）文献3中利用新型低温共烧陶瓷技术（LTCC）设计的超宽带滤波器，易于加工及集成，但是通带的选择性及阻带特性不理想。
发明内容
本实用新型专利的目的在于提供一种超宽带滤波器，具有结构简单、小型化、带内选择性好等优势，便于产品调试及批量生产。
为了达到上述目的，实现本实用新型的技术解决方案为：一种超宽带滤波器，其特征在包括以下装置：第一输入/输出端口（1）、第二输入/输出端口（2）和基板（12），所述第一输入/输出端口（1）和第二输入/输出端口（2）位于一个水平线上并处于基板（12）的两侧；该基板（12）具有第一介质板（12-1），第二介质板（12-2）和底板（12-3），该底板的外表面具有金属镀层，所述第一介质板（12-1）和第二介质板（12-2）的介电常数不同；
所述基板（12）的第一介质板（12-1）上具有第一均匀传输单元（3）、第二均匀传输单元（4）、第一平行耦合馈线（5）、第二平行耦合馈线（6）、E型谐振结构（7）和中心枝节（11）；
所述第一均匀传输单元（3）和第二均匀传输单元（4）一端分别与第一输入/输出端口（1）和第二输入/输出端口（2）相连，所述第一均匀传输单元（3）和第二均匀传输单元（4）的另一端分别与第一平行耦合馈线（5）和第二平行耦合馈线（6）的非开口端相连，所述E型谐振结构（7）通过中间结构（7-2）与中心枝节（11）相连，所述第一平行耦合馈线（5）和第二平行耦合馈线（6）的开口端通过中心枝节（11）相耦合，所述中间结构（7-2）还具有一接地通孔（7-1）。
所述金属镀层的材质选自金，银或者铜。
所述E型谐振结构（7）的两端具有第一开路谐振枝节（8）和第二开路谐振枝节（9）。
所述E型谐振结构（7）所获得的可覆盖频率为3.2～10.4GHz。
所述第一介质板（12-1）的介电常数为3.51，厚度为0.25mm，第二介质板（12-2）的介电常数为3.12，厚度为0.19mm。
所述第一平行耦合馈线（5）和第二平行耦合馈线（6）的开口端相向设置。
所述第一平行耦合馈线（5）和第二平行耦合馈线（6）位于同一水平线上。
所述第一均匀传输单元（3）和第二均匀传输单元（4）均为55Ω传输线。
本发明与现有技术相比，其显著优点：1）利用E型谐振结构获得覆盖超宽带通信频段3.2～10.4GHz的超宽带滤波器，在通带的低频端和高频端均有一个传输零点实现了超宽带滤波器的高选择性； 2）超宽带滤波器的结构简为单层结构，便于模块集成化； 3）超宽带滤波器的体积小、加工容易，生产成本低及便于调试。
附图说明
图1是本专利的正面结构示意图。
图2是本专利的侧面视图。
图3是本专利的频率响应的仿真曲线。
具体实施方式
下面结合实施实例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
如图1和2所示，一种超宽带滤波器，其特征在包括以下装置：第一输入/输出端口（1）、第二输入/输出端口（2）和基板（12），所述第一输入/输出端口（1）和第二输入/输出端口（2）位于一个水平线上并处于基板（12）的两侧；该基板（12）具有第一介质板（12-1），第二介质板（12-2）和底板（12-3），该底板的外表面具有金属镀层，所述第一介质板（12-1）和第二介质板（12-2）的介电常数不同；
所述基板（12）的第一介质板（12-1）上具有第一均匀传输单元（3）、第二均匀传输单元（4）、第一平行耦合馈线（5）、第二平行耦合馈线（6）、E型谐振结构（7）和中心枝节（11）；
所述第一均匀传输单元（3）和第二均匀传输单元（4）一端分别与第一输入/输出端口（1）和第二输入/输出端口（2）相连，所述第一均匀传输单元（3）和第二均匀传输单元（4）的另一端分别与第一平行耦合馈线（5）和第二平行耦合馈线（6）的非开口端相连，所述E型谐振结构（7）通过中间结构（7-2）与中心枝节（11）相连，所述第一平行耦合馈线（5）和第二平行耦合馈线（6）的开口端通过中心枝节（11）相耦合，所述中间结构（7-2）还具有一接地通孔（7-1）。
所述金属镀层的材质选自金，银或者铜。
所述E型谐振结构（7）的两端具有第一开路谐振枝节（8）和第二开路谐振枝节（9）。
所述E型谐振结构（7）所获得的可覆盖频率为3.2～10.4GHz。
所述第一介质板（12-1）的介电常数为3.51，厚度为0.25mm，第二介质板（12-2）的介电常数为3.12，厚度为0.19mm。
所述第一平行耦合馈线（5）和第二平行耦合馈线（6）的开口端相向设置。
所述第一平行耦合馈线（5）和第二平行耦合馈线（6）位于同一水平线上。
所述第一均匀传输单元（3）和第二均匀传输单元（4），均为55Ω传输线。
所述的第一平行耦合馈线5和第二平行耦合馈线6分别呈“[”和“]”形并以开口端相向排列。
枝节加载的E型谐振结构（7）由双模谐振器折叠而成；
如图3所示，实施例的频率特性包括：S21（插入损耗）参数和S11（回波损耗）参数。横坐标代表频率分量，单位为GHz，左面纵坐标代表幅度变量，单位为dB。从图3可以看出，本实用新型超宽带滤波器3 dB带宽为3.2～10.4GH，在频率2.7GHz、10.8GHz处有两个传输零点实现该滤波器具有良好的选择性，且超宽带滤波器的带外抑制特性很好，-10dB的抑制可以达到16GHz。
应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (6)
1.一种超宽带滤波器，其特征在于包括以下装置：第一输入/输出端口(1)、第二输入/输出端口(2)和基板(12)，所述第一输入/输出端口(1)和第二输入/输出端口(2)位于一个水平线上并处于基板(12)的两侧；该基板(12)具有第一介质板(12-1)，第二介质板(12-2)和底板(12-3)，该底板的外表面具有金属镀层，所述第一介质板(12-1)和第二介质板(12-2)的介电常数不同；
所述基板(12)的第一介质板(12-1)上具有第一均匀传输单元(3)、第二均匀传输单元(4)、第一平行耦合馈线(5)、第二平行耦合馈线(6)、E型谐振结构(7)和中心枝节(11)；
所述第一均匀传输单元(3)和第二均匀传输单元(4)一端分别与第一输入/输出端口(1)和第二输入/输出端口(2)相连，所述第一均匀传输单元(3)和第二均匀传输单元(4)的另一端分别与第一平行耦合馈线(5)和第二平行耦合馈线(6)的非开口端相连，所述E型谐振结构(7)通过中间结构(7-2)与中心枝节(11)相连，所述第一平行耦合馈线(5)和第二平行耦合馈线(6)的开口端通过中心枝节(11)相耦合，所述中间结构(7-2)还具有一接地通孔(7-1)；
所述金属镀层的材质选自金，银或者铜；
所述E型谐振结构(7)的两端具有第一开路谐振枝节(8)和第二开路谐振枝节(9)。
2.如权利要求1所述的一种超宽带滤波器，其特征在于所述E型谐振结构(7)所获得的可覆盖频率为3.2～10.4GHz。
3.如权利要求1所述的一种超宽带滤波器，其特征在于所述第一介质板(12-1)的介电常数为3.51，厚度为0.25mm，第二介质板(12-2)的介电常数为3.12，厚度为0.19mm。
4.如权利要求1所述的一种超宽带滤波器，其特征在于所述第一平行耦合馈线(5)和第二平行耦合馈线(6)的开口端相向设置。
5.如权利要求1所述的一种超宽带滤波器，其特征在于所述第一平行耦合馈线(5)和第二平行耦合馈线(6)位于同一水平线上。
6.如权利要求1所述的一种超宽带滤波器，其特征在于所述第一均匀传输单元(3)和第二均匀传输单元(4)，均为55Ω传输线。
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|---|---|---|---|---|
| RU182132U1 (ru) * | 2017-12-26 | 2018-08-03 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Микрополосковый фильтр верхних частот |
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