CN209691916U - 一种基于倒π型谐振器的微型双陷波超宽带滤波器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于倒π型谐振器的微型双陷波超宽带滤波器，包括介质基板、位于介质基板中心处的半波长短路枝节微带线、加载在半波长短路枝节微带线两侧的开路枝节微带线和加载在开路枝节微带线上方的宽枝节微带线；开路枝节微带线和宽枝节微带线之间形成有直线型插入耦合微带线；半波长短路枝节微带线的上方耦合有倒π型谐振器。本实用新型通过采用阶跃阻抗旁路耦合倒π型谐振器的结构，不仅仅能实现双陷波，还可以通过调节开路枝节尺寸来改变陷波的中心频率，整个通带内插入损耗较低，在高频段产生两个传输零点，保证了良好的带外特性，滤波器陷波深度足够大，且满足窄带陷波的要求，该滤波器陷波可调，结构紧凑，易于与其他电路集成。

Description

一种基于倒π型谐振器的微型双陷波超宽带滤波器

技术领域

本实用新型属于微波通信的技术领域，尤其涉及一种基于倒π型谐振器的微型双陷波超宽带滤波器。

背景技术

2002年，美国联邦通信委员会授权3.1-10.6GHz的频段可以用于商业通信。这一举措迅速在全球范围内掀起了对超宽带无线电技术的研究热潮。超宽带技术的应用领域十分广阔，根据使用方向不同分为五大类：家庭及办公环境，可以实现电子设备的快速实用；军事领域超宽带技术具有良好的信号隐蔽功能；成像超宽带技术具有良好的障碍物穿透能力；利用超宽带低功耗、低成本的特定可以用于传感器网络；智能交通领域超宽带技术可以对目标进行快速搜索和准确定位。

由于FCC所规定的超宽带频段范围包含了一些已经被当代无线通信中占用的窄带频段，比如5.8GHz的无线局域网和8GHz的卫星通信信号，这些无线信号会对超宽带系统产生严重干扰。因此在该超宽带频段中工作的通信系统必须要在通带中产生相应频段的窄带陷波，以免受到WLAN和X波段卫星通信等无线电信号的影响。

现有技术的超宽带滤波器具有下列所述的缺陷：(1)采用在介质基板刻蚀缺陷低结构形成陷波，该技术无法保证超宽带通带内平坦特性；(2)陷波相对带宽过大，滤除了部分有用信息；(3)陷波深度不足，无法完全滤除干扰信号；(4)带外抑制效果不好，滤波器输出端混频现象严重。

实用新型内容

基于以上现有技术的不足，本实用新型所解决的技术问题在于提供一种结构紧凑、成本低廉的基于倒π型谐振器的微型双陷波超宽带滤波器，该滤波器可以屏蔽掉5.76-6.14GHz和7.82-8.45GHz频段，消除WLAN和卫星通信信号对通带内信号的干扰。

为了解决上述技术问题，本实用新型通过以下技术方案来实现：本实用新型提供一种基于倒π型谐振器的微型双陷波超宽带滤波器，包括介质基板、位于所述介质基板中心处的半波长短路枝节微带线、加载在所述半波长短路枝节微带线两侧的开路枝节微带线和加载在所述开路枝节微带线上方的宽枝节微带线；

所述开路枝节微带线和宽枝节微带线之间形成有直线型插入耦合微带线；

所述直线型插入耦合微带线底部设有分别位于介质基板两侧的输入端馈线和输出端馈线；

所述半波长短路枝节微带线的上方耦合有倒π型谐振器。

作为上述技术方案的优选实施方式，本实用新型实施例提供的基于倒π型谐振器的微型双陷波超宽带滤波器进一步包括下列技术特征的部分或全部：

作为上述技术方案的改进，在本实用新型的一个实施例中，所述直线型插入耦合微带线与上下的宽枝节微带线和开路枝节微带线的耦合距离相等。

在本实用新型的一个实施例中，所述介质基板的下表面形成有金属接地板，所述介质基板上表面的镀铜层具有滤波器电路结构。

另外，在本实用新型的具体实施例方式中，所述输入端馈线、半波长短路枝节微带线、开路枝节微带线、直线型插入耦合微带线、倒π型谐振器、宽枝节微带线和输出端馈线构成所述滤波器电路结构。

可选的，所述开路枝节微带线分别加载在半波长短路枝节微带线两侧的下方。

在本实用新型的一个实施例中，所述介质基板的相对介电常数为10.2，厚度为1.27mm；所述镀铜层的厚度为35um。

可选的，所述宽枝节微带线加载在所述开路枝节微带线的上方形成阶跃阻抗谐振器。

由上，本实用新型涉及一种具有双陷波特性的小型超宽带滤波器，该滤波器可以有效抑制通带内的无线局域网WLAN信号和卫星通信信号，通过采用阶跃阻抗旁路耦合倒π型谐振器的结构，不仅仅能实现双陷波，还可以通过调节开路枝节尺寸来改变陷波的中心频率；选用高介电常数的介质基板可以严格控制电路设计的尺寸，整个通带内插入损耗较低，在高频段产生两个传输零点，有效的保证了良好的带外特性，滤波器陷波深度足够大，且满足窄带陷波的要求。同时，该滤波器整体储存较小，陷波可调，结构紧凑，加工方便，易于与其他电路集成。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下结合优选实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。

图1是本实用新型的基于倒π型谐振器的微型双陷波超宽带滤波器的俯视图；

图2是本实用新型的基于倒π型谐振器的微型双陷波超宽带滤波器的主视图；

图3是本实用新型的基于倒π型谐振器的微型双陷波超宽带滤波器的仿真示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的具体实施方式，其作为本说明书的一部分，通过实施例来说明本实用新型的原理，本实用新型的其他方面、特征及其优点通过该详细说明将会变得一目了然。在所参照的附图中，不同的图中相同或相似的部件使用相同的附图标号来表示。

如图1-2所示，本实用新型的基于倒π型谐振器的微型双陷波超宽带滤波器包括介质基板9、位于介质基板9下表面的金属接地板10和位于介质基板9上表面镀铜层的滤波器电路结构8。滤波器电路结构8包括输入端馈线1，半波长短路枝节微带线2，开路枝节微带线3，直线型插入耦合微带线4，倒π型谐振器5，宽枝节微带线6和输出端馈线7。

位于所述介质基板9上层的微带线结构整体对称，输入端馈线1、输出端馈线7分别位于介质基板9的双侧。所述半波长短路枝节微带线2位于介质基板9的中心处，且开路枝节微带线3分别加载半波长短路枝节微带线2两侧的下方，可以通过调整开路枝节微带线3的长度和宽度来调整陷波位置，通过调整开路枝节微带线3的结构尺寸可以产生3.1-11.9GHz的超宽带。宽枝节微带线6加载在开路枝节微带线3两侧的上方，形成阶跃阻抗谐振器，可以通过调整宽枝节微带线6长度和宽度来调整陷波位置。

本实用新型的直线型插入耦合微带线4加载在输入端馈线1和输出端馈线7上，并直接插入到开路枝节微带线3和宽枝节微带线6之间形成交指耦合，并且直线型插入耦合微带线4与上下两个微带线(宽枝节微带线6和开路枝节微带线3)耦合距离相等。

本实用新型的倒π型谐振器5耦合在半波长短路枝节微带线2的上方，利用阶跃阻抗旁路耦合倒π型谐振器来产生陷波特性，通过调节宽枝节微带线6和倒π型谐振器5的开路枝节尺寸，实现双陷波可调。

进一步地，本实用新型的介质基板9的相对介电常数为10.2，厚度为1.27mm，电路镀铜层的厚度为35um。

本实用新型的超宽带带通滤波器设计：半波长短路枝节微带线2位于介质基板9的中心位置，在两侧的下方加载开路枝节微带线3，然后在上面耦合直线型微带线，并同时在介质基板9的双侧引入输入、输出馈线，形成超宽带带通滤波器。

陷波结构的设计：在半波长短路枝节微带线2的两侧加载宽枝节微带线6形成阶跃阻抗谐振器，然后在上方直接耦合倒π型谐振器5，可以通过调整宽枝节微带线6的长度和倒π型谐振器5的开路枝节长度改变陷波中心频率的位置。

本实用新型的基于倒π型谐振器的微型双陷波超宽带滤波器能够实现陷波特性，采用仿真软件HFSS对该结构进行仿真计算，得到的仿真结果如图3所示。从图上可以看出，该滤波器的陷波位于5.8GHz和8.0GHz处，带外具有两个传输零点，有效保证了良好的带外抑制特性。该超宽带滤波器整体尺寸为16.8mm*6mm，结构非常紧凑，不需要采用缺陷地技术，利于集成。

本实用新型在半波长短路枝节微带线2两侧直接加载宽枝节微带线6形成阶跃阻抗谐振器，大幅度减小了滤波器的设计尺寸并形成8GHz处的陷波；在半波长短路枝节微带线2上方耦合倒π型谐振器5可以形成5.8GHz的陷波成为具有双陷波特性的超宽带滤波器，该滤波器具有设计紧凑，加工方便，频带选择性高，带外抑制效果好等优势。

以上所述是本实用新型的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和变动，这些改进和变动也视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于倒π型谐振器的微型双陷波超宽带滤波器，其特征在于：包括介质基板(9)、位于所述介质基板(9)中心处的半波长短路枝节微带线(2)、加载在所述半波长短路枝节微带线(2)两侧的开路枝节微带线(3)和加载在所述开路枝节微带线(3)上方的宽枝节微带线(6)；

所述开路枝节微带线(3)和宽枝节微带线(6)之间形成有直线型插入耦合微带线(4)；

所述直线型插入耦合微带线(4)底部设有分别位于介质基板(9)两侧的输入端馈线(1)和输出端馈线(7)；

所述半波长短路枝节微带线(2)的上方耦合有倒π型谐振器(5)。

2.如权利要求1所述的基于倒π型谐振器的微型双陷波超宽带滤波器，其特征在于，所述直线型插入耦合微带线(4)与上下的宽枝节微带线(6)和开路枝节微带线(3)的耦合距离相等。

3.如权利要求1所述的基于倒π型谐振器的微型双陷波超宽带滤波器，其特征在于：所述介质基板(9)的下表面形成有金属接地板(10)，所述介质基板(9)上表面的镀铜层具有滤波器电路结构(8)。

4.如权利要求3所述的基于倒π型谐振器的微型双陷波超宽带滤波器，其特征在于：所述输入端馈线(1)、半波长短路枝节微带线(2)、开路枝节微带线(3)、直线型插入耦合微带线(4)、倒π型谐振器(5)、宽枝节微带线(6)和输出端馈线(7)构成所述滤波器电路结构(8)。

5.如权利要求1所述的基于倒π型谐振器的微型双陷波超宽带滤波器，其特征在于：所述开路枝节微带线(3)分别加载在半波长短路枝节微带线(2)两侧的下方。

6.如权利要求1所述的基于倒π型谐振器的微型双陷波超宽带滤波器，其特征在于：所述宽枝节微带线(6)加载在所述开路枝节微带线(3)的上方形成阶跃阻抗谐振器。

7.如权利要求3所述的基于倒π型谐振器的微型双陷波超宽带滤波器，其特征在于：所述介质基板(9)的相对介电常数为10.2，厚度为1.27mm；所述镀铜层的厚度为35um。