CN210200926U - 一种基于微带线-共面波导结构超宽带滤波器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于微带线‑共面波导结构超宽带滤波器，包括：输入端微带线（1）、输出端微带线（2）、扇形耦合枝节微带线（3）、底层哑铃状共面波导耦合线（4）和介质基板（5）。输入端微带线（1）和输出端微带线（2）终端接一种矩形耦合微带贴片（202）与下层哑铃状共面波导（4）形成宽边耦合结构，带来的紧耦合性能可实现超宽带电路特性。所述耦合枝节微带线（1）两侧共含有六个扇形枝节，通过调整扇形枝节的半径可以控制滤波器的带宽，同时改善滤波器的带外抑制能力。本实用新型设计简单，结构紧凑，制作成本低廉，宜于在微波电路中集成。
Description
技术领域
本实用新型涉及超宽带微波滤波器领域，尤其涉及一种基于微带线-共面波导结构超宽带滤波器。
背景技术
现代无线通信已朝着大带宽、低时延、小型化和低成本等方面迅速发展。自从美国联邦委员会（FCC）2002年2月批准了3.1-10.6GHz的超宽带技术用于短距无线通信中以来，超宽带技术受到了行业内研究人员越来越多的关注，在刺激超宽带技术迅速发展的同时，也带来了非常广阔的商业前景。在超宽带系统中，滤波器作为射频前端的重要器件，直接影响整个系统的选频和电路性能，对于整个通信系统有着至关重要的意义。
在宽带或超宽带滤波器的设计中，微波器件的带宽性能必然要求电路的紧耦合来实现，而大多数超宽带微带滤波器的紧耦合特性是通过微带线之间的多次耦合或者通过减小多模谐振器之间的耦合距离来实现，前这在一定程度上带来了电路尺寸增大，不易于微波电路的集成，后者则带来了制作工艺上的困难。相对来说，多层的宽边耦合结构比较容易实现紧电路耦合特性，但同时提高了电路的制作成本。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，针对上述问题，提出一种基于微带线-共面波导结构超宽带滤波器。
一种基于微带线-共面波导结构超宽带滤波器，包括上层的输入端微带线、输出端微带线、扇形耦合枝节微带线和下哑铃状共面波导线，所述输入端微带线、输出端微带线、扇形耦合枝节微带线和哑铃状共面波导线分别被设置于介质层两侧。
所述输入端微带线设置有输入端馈电线和输入端矩形耦合微带贴片；所述输出端微带线设置有输出端馈电线和输出端矩形耦合微带贴片。
所述的扇形耦合枝节微带线，包括耦合枝节微带线和6个扇形枝节，其中，包括2个较大的扇形枝节和4个较小的扇形枝节；其中，6个扇形枝节均匀对称的分布于耦合枝节微带线两侧，每侧均包含3个扇形枝节，包括一个大的扇形枝节和两个小的扇形枝节。
所述哑铃状微带贴片和哑铃状微带贴的尺寸分别与上层的输入端微带线、输出端微带线尺寸一致，并在垂直方向上一一对应；其中，与所述的上层扇形耦合枝节微带线相耦合的下层的共面波导宽度与上层耦合枝节微带线宽度保持一致；所述下层共面波导周围槽线缝隙的宽度保持均匀。
所述输入端馈电线的电路输入、输出端馈电线的输出端口阻抗均以50Ω为标准。
所述扇形耦合枝节微带线通过调整扇形耦合枝节微带线中大、小扇形枝节的半径来实现控制电路的通带带宽和改善对带外信号的抑制性能的功能。
本实用新型的有益效果：采用单层介质板，通过上层微带与下层哑铃状共面波导形成的宽边耦合结构，不仅可以带来电路紧耦合特性，实现超宽带，而且通过调整上层两种扇形耦合枝节的半径使得滤波器带宽得到控制，同时也提高了电路的带外抑制能力。
附图说明
图1是滤波器整体电路结构图；
图2是滤波器上层输入端微带具体结构图；
图3是滤波器上层输出端微带具体结构图；
图4是滤波器上层扇形枝节耦合微带线的具体结构图；
图5是滤波器底层共面波导线的具体结构图；
图6是滤波器的仿真S参数效果图。
图中，1-输入端微带线；2-输出端微带线；3-扇形耦合枝节微带线；4-下哑铃状共面波导线；5-介质层；101-输入端馈电线；102-输入端矩形耦合微带贴片；201-输出端馈电线；202-输出端矩形耦合微带贴片；301-耦合枝节微带线；302-大的扇形枝节；303-小的扇形枝节；401-哑铃状微带贴片；402-哑铃状微带贴；403-下层共面波导。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。
本实施例中，如图1所示，本实用新型设计的一种基于微带线-共面波导结构超宽带滤波器，包含输入端微带线1、输出端微带线2、扇形耦合枝节微带线3、下层CPW线4和介质层5。其中，介质层所采用的电介质为Rogers4003C，厚度H=0.508mm，长度L=30mm，宽度W=15mm，介电常数为3.55，损耗角正切为0.0027。
图2为图1中输入端微带线1的具体结构，包含输入端馈电线101和输入端矩形耦合微带贴片102。输入端馈电线宽度w1=1.16mm，长度为L1=7mm，矩形耦合微带贴片宽度为w2=4mm，长度为L2=5mm。
图3为图1中输出端微带线2的具体结构，包含输出端馈电线201和输出端矩形耦合微带贴片202。输出端微带线与输入微带线的尺寸一致。
图4为图1中扇形耦合枝节微带线3的具体结构，包含扇形枝节微带线301、大的扇形枝节302和小的扇形枝节303。其中，扇形枝节微带线宽度为w1=1.16mm，长度为L3=6mm；大的扇形枝节角度为θ1=30°，半径R=2.5mm；小的扇形枝节角度为θ2=30°，半径长r=1mm；其中，通过调整R和r的大小，可以对滤波器的通带带宽进行控制，同时也可以改善电路对带外信号的抑制能力；同一侧扇形枝节之间的距离d=1.5mm。
图5为图1底层共面波导4的具体结构，包含两个哑铃状耦合微带贴片401和402、与上层扇形耦合枝节微带线相耦合的下层共面波导403。其中，两个哑铃状耦合微带贴片与上层对应的输入、输出端耦合微带贴片尺寸一致；上层扇形枝节耦合的下层共面波导长度L4=7mm，宽度w1=1.16mm；共面波导周围的槽线缝隙宽度均保持为G=0.5mm。
图6为本实用新型设计的仿真S参数。
本实用新型采用单层介质板，通过上层微带与下层哑铃状共面波导形成的宽边耦合结构，不仅可以带来电路紧耦合特性，实现超宽带，而且通过调整上层两种扇形耦合枝节的半径使得滤波器带宽得到控制，同时也提高了电路的带外抑制能力。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种基于微带线-共面波导结构超宽带滤波器，其特征在于，包括上层的输入端微带线（1）、输出端微带线（2）、扇形耦合枝节微带线（3）和下哑铃状共面波导线（4），所述输入端微带线（1）、输出端微带线（2）、扇形耦合枝节微带线（3）和哑铃状共面波导线（4）分别被设置于介质层（5）两侧。
2.根据权利要求1所述的一种基于微带线-共面波导结构超宽带滤波器，其特征在于，所述输入端微带线（1）设置有输入端馈电线（101）和输入端矩形耦合微带贴片（102）；所述输出端微带线（2）设置有输出端馈电线（201）和输出端矩形耦合微带贴片（202）。
3.根据权利要求1所述的一种基于微带线-共面波导结构超宽带滤波器，其特征在于，所述的扇形耦合枝节微带线（3），包括耦合枝节微带线（301）和6个扇形枝节，其中，包括2个较大的扇形枝节（302）和4个较小的扇形枝节（303）；其中，6个扇形枝节均匀对称的分布于耦合枝节微带线两侧，每侧均包含3个扇形枝节，包括一个大的扇形枝节（302）和两个小的扇形枝节（303）。
4.根据权利要求1所述的一种基于微带线-共面波导结构超宽带滤波器，其特征在于，所述哑铃状微带贴片（401）和哑铃状微带贴（402）的尺寸分别与上层的输入端微带线（1）、输出端微带线（2）尺寸一致，并在垂直方向上一一对应；其中，与所述的上层扇形耦合枝节微带线（3）相耦合的下层共面波导（403）宽度与上层耦合枝节微带线（301）宽度保持一致；所述下层共面波导（403）周围槽线缝隙的宽度保持均匀。
5.根据权利要求1所述的一种基于微带线-共面波导结构超宽带滤波器，其特征在于，所述输入端馈电线（101）的电路输入、输出端馈电线（201）的输出端口阻抗均以50Ω为标准。
6.根据权利要求1所述的一种基于微带线-共面波导结构超宽带滤波器，其特征在于，扇形耦合枝节微带线（3）通过调整扇形耦合枝节微带线（3）中大、小扇形枝节的半径来实现控制电路的通带带宽和改善对带外信号的抑制性能的功能。
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| CN113314838A (zh) * | 2021-07-29 | 2021-08-27 | 成都频时科技有限公司 | 一种基于带通滤波器原型的平面低剖面微带滤波天线 |
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2019
- 2019-07-18 CN CN201921130847.6U patent/CN210200926U/zh active Active
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| CN113314838B (zh) * | 2021-07-29 | 2021-10-08 | 成都频时科技有限公司 | 一种基于带通滤波器原型的平面低剖面微带滤波天线 |
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