CN219575905U - 一种基于阶梯阻抗谐振器的超宽带微带滤波器 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种基于阶梯阻抗谐振器的超宽带微带滤波器，涉及超宽带微波滤波器技术领域，能够实现超宽带滤波器的高选择性和小型化以及降低制作成本。该超宽带微带滤波器包括：介质基板，该介质基板的第一表面设置有金属微带结构，该金属微带结构包括输入端微带线、第一交指状馈线单元、第一矩形微带线和第一阶梯阻抗谐振器以及输出端微带线、第二交指状馈线单元、第二矩形微带线和第二阶梯阻抗谐振器，还包括第一开路枝节和第二开路枝节，该金属微带结构关于介质基板的中间轴线对称；介质基板的第二表面设置有金属地板。其中，金属地板上的第一缺陷地单元和第二缺陷地单元所在区域与第一交指状馈线单元和第二交指状馈线单元所在区域上下对应。

Description

一种基于阶梯阻抗谐振器的超宽带微带滤波器

技术领域

本实用新型涉及超宽带微波滤波器领域，尤其涉及一种基于阶梯阻抗谐振器的超宽带微带滤波器。

背景技术

近年，随着各种现代无线通信应用的飞速发展，超宽带滤波器作为多频通信系统中不可缺少的关键器件之一，得到了广泛关注和研究。

但是，目前的超宽带滤波器的主流设计方法是利用阶梯阻抗谐振器、加载型谐振器等设计超宽带滤波器，其整体尺寸大、成本高，不利于多频通信系统的小型化发展，且能实现的通带的带宽过小。

因此，如何实现超宽带滤波器的高选择性和小型化以及降低超宽带滤波器的制作成本是目前亟需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种阶梯阻抗谐振器的超宽带微带滤波器，能够实现超宽带滤波器的高选择性和小型化以及降低超宽带滤波器的制作成本。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型提供了一种基于阶梯阻抗谐振器的超宽带微带滤波器，该基于阶梯阻抗谐振器的超宽带微带滤波器包括：介质基板，该介质基板的第一表面上设置有金属微带结构，金属微带结构包括：输入端微带线、第一交指状馈线单元、第一矩形微带线、和第一阶梯阻抗谐振器以及输出端微带线、第二交指状馈线单元、第二矩形微带线和第二阶梯阻抗谐振器；金属微带结构还包括：第一开路枝节和第二开路枝节，第一开路枝节和该第二开路枝节关于第一阶梯阻抗谐振器和第二阶梯阻抗谐振器对称设置；介质基板的第二表面上设置有金属地板，该金属地板包括第一缺陷地单元、第二缺陷地单元和金属单元；第一缺陷地单元和第二缺陷地单元是在金属单元上刻蚀形成的空气单元；其中，第一交指状馈线单元的第一端和输入端微带线连接，第一交指状馈线单元的第二端和第一矩形微带线的第一端连接；第二交指状馈线单元的第一端连接和输出端微带线连接，该第二交指状馈线单元的第二端和第二矩形微带线的第一端连接；第一开路枝节和第二开路枝节的中间轴线与第一阶梯阻抗谐振器和第二阶梯阻抗谐振器的中间轴线垂直；金属微带结构关于介质基板的中间轴线对称；第一缺陷地单元和第一交指状馈线单元所在区域上下对应，第二缺陷地单元所在区域与第二交指状馈线单元所在区域上下对应。

可选地，输入端微带线和输出端微带线均为矩形微带馈线。

可选地，输入端微带线和输出端微带线均为50欧姆微带线。

可选地，第一交指状馈线单元由第一U型耦合馈线和第一矩形耦合馈线组成；其中，第一矩形耦合馈线的第一端插入第一U型耦合馈线的内部，该第一矩形耦合馈线的第二端和输入端微带线的第一端连接；第一矩形耦合馈线和第一U型耦合馈线的两个侧边的长度相同，且和该第一U型耦合馈线的两个侧边之间的距离相同。

可选地，第二交指状馈线单元由第二U型耦合馈线和第二矩形耦合馈线组成；其中，第二矩形耦合馈线的第一端插入第二U型耦合馈线的内部，该第二矩形耦合馈线的第二端和输出端微带线的第一端连接；第二矩形耦合馈线和第二U型耦合馈线的两个侧边的长度相同，且和该第二U型耦合馈线的两个侧边之间的距离相同。

可选地，第一矩形微带线的第一端和第一U型耦合馈线的底边连接，该第一矩形微带线的第二端和第一阶梯阻抗谐振器的第一端连接。

可选地，第一阶梯阻抗谐振器由第一半圆阶梯部、第二半圆阶梯部、第一矩形阶梯部级连组成；其中，第一半圆阶梯部的直径小于第二半圆阶梯部的直径，第一矩形微带线的第二端和第一矩形阶梯部的第一端连接，该第一矩形阶梯部的第二端和第一半圆阶梯部的第一端连接，该第一半圆阶梯部的第二端和第二半圆阶梯部的第一端连接。可选地，第二矩形微带线的第一端和第二U型耦合馈线的底边连接，该第二矩形微带线的第二端和第二阶梯阻抗谐振器的第一端连接。

可选地，第二阶梯阻抗谐振器由第三半圆阶梯部、第四半圆阶梯部、第二矩形阶梯部级连组成；其中，第三半圆阶梯部的直径小于第四半圆阶梯部的直径，第二矩形微带线的第二端和第二矩形阶梯部的第一端连接，该第二矩形阶梯部的第二端和该第三半圆阶梯部的第一端连接，该第三半圆阶梯部的第二端和该第四半圆阶梯部的第一端连接。

可选地，第一开路枝节由第一U型微带线和第三矩形微带线组成，第二开路枝节由第二U型微带线和第四矩形微带线组成；第一开路枝节和第二开路枝节均为“山”字型开路枝节；其中，第一U型微带线和第三矩形微带线的第一端交叉，且该第三矩形微带线的第一端低于该第一U型微带线；第二U型微带线和第四矩形微带线的第一端交叉，且该第四矩形微带线的第一端低于该第二U型微带线，第三矩形微带线和第四矩形微带线的第二端均与第一阶梯阻抗谐振器、第二阶梯阻抗谐振器连接。

可选地，第一缺陷地单元和第二缺陷地单元均为矩形缺陷地单元，且形状和大小相同；第一缺陷地单元和第二缺陷地单元关于金属单元的中间轴线对称。

可选地，介质基板为环氧树脂介质基板。

本实用新型的有益效果：本实用新型所提供的一种基于阶梯阻抗谐振器的超宽带微带滤波器，该基于阶梯阻抗谐振器的超宽带微带滤波器包括：设置在介质基板的第一表面的金属微带结构，该金属微带结构关于介质基板的中间轴线对称，还包括设置在介质基板的第二表面的金属地板。其中，金属微带结构中的第一交指状馈线单元和第二交指状馈线单元能够使得超宽带滤波器实现更宽的通带带宽，其折叠结构使得超宽带滤波器具有更小的尺寸，第一阶梯阻抗谐振器和第二阶梯阻抗谐振器可以调节阻抗比和改变谐振点的位置，灵活地调节通带频率，从而得到所需的滤波器通带的同时，展宽了超宽带滤波器的带宽，关于阶梯阻抗谐振器对称设置的“山”字型开路枝节使得整个超宽带滤波器的结构更加紧凑，同时增强了超宽带滤波器的耦合性能，进一步展宽了超宽带滤波器的通带带宽，满足小型化的要求，同时设置在金属地层的缺陷地结构与顶层的金属微带结构相对应，使得通带边缘更加陡峭，矩形系数更好，选择性更强。同时，介质基板采用了环氧树脂介质基板，降低了加工成本。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一基于阶梯阻抗谐振器的超宽带微带滤波器的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种基于阶梯阻抗谐振器的超宽带微带滤波器的俯视图；

图3为本申请实施例提供的一种基于阶梯阻抗谐振器的超宽带微带滤波器的金属微带结构的尺寸参数说明图；

图4为本申请实施例提供的一种基于阶梯阻抗谐振器的超宽带微带滤波器的金属地板的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种基于阶梯阻抗谐振器的超宽带微带滤波器的金属地板的尺寸参数说明图；

图6为本申请实施例提供的一种基于阶梯阻抗谐振器的超宽带微带滤波器的S参数的仿真结果图。

附图标记说明：1－介质基板，2－金属微带结构，2-1－输入端微带线，2-2－第一交指状馈线单元，2-21－第一U型耦合馈线，2-22－第一矩形耦合馈线，2-3－第一矩形微带线，2-4－第一阶梯阻抗谐振器，2-41－第一半圆阶梯部，2-42－第二半圆阶梯部，2-43－第一矩形阶梯部，2-5－输出端微带线，2-6－第二交指状馈线单元，2-61－第二U型耦合馈线，2-62－第二矩形耦合馈线，2-7－第二矩形微带线，2-8－第二阶梯阻抗谐振器，2-81－第三半圆阶梯部，2-82－第四半圆阶梯部，2-83－第二矩形阶梯部，2-9－第一开路枝节，2-91－第一U型微带线，2-92－第三矩形微带线，2-10－第二开路枝节，2-101－第二U型微带线，2-102－第四矩形微带线，3－金属地板，3-1－第一缺陷地单元，3-2－第二缺陷地单元，3-3－金属单元。

具体实施方式

下面将详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性地，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1示出了本申请实施例提供的一种基于阶梯阻抗谐振器的超宽带微带滤波器可能的结构示意图，如图1所示，该基于阶梯阻抗谐振器的超宽带微带滤波器包括：介质基板1，该介质基板1的第一表面上设置有金属微带结构2，金属微带结构2包括：输入端微带线2-1、第一交指状馈线单元2-2、第一矩形微带线2-3和第一阶梯阻抗谐振器2-4以及输出端微带线2-5、第二交指状馈线单元2-6、第二矩形微带线2-7和第二阶梯阻抗谐振器2-8；金属微带结构2还包括：第一开路枝节2-9和第二开路枝节2-10，第一开路枝节2-9和该第二开路枝节2-10关于第一阶梯阻抗谐振器2-4和第二阶梯阻抗谐振器2-8对称设置；介质基板1的第二表面上设置有金属地板3，该金属地板3包括第一缺陷地单元3-1、第二缺陷地单元3-2和金属单元3-3；第一缺陷地单元3-1和第二缺陷地单元3-2是在金属单元3-3上刻蚀形成的空气单元。

本申请实施例中，第一交指状馈线单元2-2的第一端和输入端微带线2-1连接，第一交指状馈线单元2-2的第二端和第一矩形微带线2-3的第一端连接；第二交指状馈线单元2-6的第一端连接和输出端微带线2-5连接，该第二交指状馈线单元2-6的第二端和第二矩形微带线2-7的第一端连接。

本申请实施例中，第一开路枝节2-9和第二开路枝节2-10的中间轴线与第一阶梯阻抗谐振器2-4和第二阶梯阻抗谐振器2-8的中间轴线垂直。

本申请实施例中，金属微带结构2关于介质基板1的中间轴线对称。

本申请实施例中，第一缺陷地单元3-1和第一交指状馈线单元2-2所在区域上下对应，第二缺陷地单元3-2所在区域与第二交指状馈线单元2-6所在区域上下对应。

可选地，本申请实施例中，上述介质基板1为环氧树脂介质基板。

进一步地，上述介质基板1的材质为环氧树脂玻璃纤维板，其相对介电常数为4.4，防火等级为FR4，加工成本低，从而可以大大降低超宽带滤波器的制作成本。

具体地，介质基板1的厚度为0.8mm，长度为20.1mm，宽度为4.8mm。

可以理解，该基于阶梯阻抗谐振器的超宽带微带滤波器的整体尺寸即为20.1mm×4.8mm。

可选地，本申请实施例中，上述介质基板1的第一表面可以为介质基板1的上表面，该上表面设置有金属微带结构2，该金属微带结构2可以直接贴合在介质基板1的上表面，或者利用现有物理气相工艺或化学沉积工艺形成在介质基板1上。本领域技术人员可以根据具体场景选择合适的工艺将金属微带结构2贴合到介质基板1上，本申请不作限定。

具体地，上述金属微带结构2可以采用蚀刻的方式固定在介质基板1的第一表面上。

可选地，本申请实施例中，如图2所示，上述输入端微带线2-1和输出端微带线2-5均为矩形微带馈线。

可选地，本申请实施例中，上述输入端微带线2-1和输出端微带线2-5均为50欧姆微带线。

可选地，本申请实施例中，上述输入端微带线2-1和输出端微带线2-5的形状和大小相同，并对称设置在介质基板的两侧，且该输入端微带线2-1和输出端微带线2-5位于同一水平线上。

进一步地，上述输入端微带线2-1和输出端微带线2-5具体可以为铜材料制成的具体预设宽度和预设厚度的金属薄层，且该预设宽度和预设厚度可以根据具体场景进行选择。

可选地，本申请实施例中，上述基于阶梯阻抗谐振器的超宽带微带滤波器还可以包括馈电接头，该馈电接头设置于介质基板1上的输入端微带线2-1所在的一端，该馈电接头包括第一导体和第二导体。

进一步地，上述馈电接头可以为微型馈电接头(Sub Miniature version A，SMA)，SMA接头具体可以和介质基板1的输入端微带线2-1和金属地板3连接在一起。其中，上述第一导体具体可以为SMA接头内部的探针，上述第二导体具体可以为SMA接头外部的底座。

具体地，馈电接头的第一导体和输入端微带线2-1焊接在一起，馈电接头的第二导体和金属地板3焊接在一起。

可以理解，输入端微带线的第一端和第一交指状馈线单元连接，输入端微带线第二端和馈电接头的第一导体连接，馈电接头的第二导体和金属地板连接，从而基于阶梯阻抗谐振器的超宽带微带滤波器可以通过馈电接头馈电。

可选地，本申请实施例中，上述第一交指状馈线单元2-2和第二交指状馈线单元2-6的形状和大小相同，并对称设置在介质基板1上，且该第一交指状馈线单元2-2和第二交指状馈线单元2-6位于同一水平线上。

可选地，上述第一交指状馈线单元2-2和第二交指状馈线单元2-6具体可以为铜材料制成的具体预设宽度和预设厚度的金属薄层，且该预设宽度和预设厚度可以根据具体场景进行选择。

具体地，第一交指状馈线单元2-2和第二交指状馈线单元2-6可以包括三条尺寸相同且有一定间距的金属微带线。

由于交指状馈线单元中的金属微带线相互交指，该结构相比于直线型的馈线单元，可使所设计的滤波器具有更小的尺寸，更好的满足滤波器小型化的要求。另外，在耦合间距相同的情况下，本实用新型所采用的三线耦合相比双线耦合能够实现更宽的通带带宽。

为了拓展所设计的超宽带滤波器整体的带宽和增强超宽带滤波器整体的耦合性，在超宽带滤波器中引入两个阶梯阻抗谐振器和两个开路枝节，不仅进一步展宽了超宽带滤波器的通带带宽，还增加了额外的谐振频点，使通带内的变化幅度更小，波纹更加平坦。

可选地，本申请实施例中，两个阶梯阻抗谐振器关于介质基板1的中间轴线对称。其中，两个阶梯阻抗谐振器与开路枝节相互接触。

以下具体说明第一交指状馈线单元和第二交指状馈线单元的结构。

可选地，本申请实施例中，结合图1，如图2所示，上述第一交指状馈线单元2-2由第一U型耦合馈线2-21和第一矩形耦合馈线2-22组成。

本申请实施例中，第一矩形耦合馈线2-22的第一端插入第一U型耦合馈线2-21的内部，该第一矩形耦合馈线2-22的第二端和输入端微带线2-1的第一端连接；第一矩形耦合馈线2-22和第一U型耦合馈线2-21的两个侧边的长度相同，且和该第一U型耦合馈线2-21的两个侧边之间的距离相同。

可选地，本申请实施例中，上述第一U型耦合馈线2-21由两条相互平行的微带线和一条垂直于第一矩形耦合馈线2-22的微带线组成。

可选地，本申请实施例中，上述第一矩形耦合馈线2-22位于第一U型耦合馈线2-21中平行的两条微带线的中间，并和该两条平行的微带线不接触，且该第一矩形耦合馈线2-22和该两条平行的微带线均平行。

具体地，第一U型耦合馈线2-21和第一矩形耦合馈线2-22可以均为铜材料制成的具体预设宽度和预设厚度的金属薄层，且该预设宽度和预设厚度可以根据具体场景进行选择。

其中，第一矩形耦合馈线2-22到该两条平行的微带线之间的距离相同，从而第一矩形耦合馈线2-22可以和第一U型耦合馈线2-21实现交指耦合，可使所设计的超宽带滤波器具有更小的尺寸，更好的满足超宽带滤波器小型化的要求。另外，在耦合间距相同的情况下，本实用新型所采用的三线耦合相比双线耦合能够实现更宽的通带带宽。

可选地，本申请实施例中，结合图2所示，第一矩形微带线2-3的第一端和第一U型耦合馈线2-21的底边连接，该第一矩形微带线2-3的第二端和第一阶梯阻抗谐振器2-4的第一端连接。

进一步可选地，本申请实施例中，上述第一U型耦合馈线2-21的底边为垂直于第一矩形耦合馈线2-22的微带线。

具体地，第一矩形微带线2-3为铜材料制成的具体预设宽度和预设厚度的金属薄层，且该预设宽度和预设厚度可以根据具体场景进行选择。

可选地，本申请实施例中，结合图2所示，第一阶梯阻抗谐振器2-4由第一半圆阶梯部2-41、第二半圆阶梯部2-42、第一矩形阶梯部2-43级连组成。

本申请实施例中，上述第一半圆阶梯部2-41的直径小于第二半圆阶梯部2-42的直径，上述第一矩形微带线2-3的第二端和第一矩形阶梯部2-43的第一端连接，该第一矩形阶梯部2-43的第二端和第一半圆阶梯部2-41的第一端连接，该第一半圆阶梯部2-41的第二端和第二半圆阶梯部2-42的第一端连接。

可选地，本申请实施例中，第一阶梯阻抗谐振器2-4从介质基板的中轴线到两侧的方向上，分别为第一矩形阶梯部2-43、第一半圆阶梯部2-41、第二半圆阶梯部2-42，且第一矩形阶梯部2-43、第一半圆阶梯部2-41、第二半圆阶梯部2-42首尾级连成阶梯状。

进一步可选地，本申请实施例中，第一矩形阶梯部2-43可以为矩形金属微带线，第一半圆阶梯部2-41、第二半圆阶梯部2-42均可以为半圆形金属微带线，且第一半圆阶梯部2-41的直径小于第二半圆阶梯部2-42。具体地，第一矩形阶梯部2-43和第一半圆阶梯部2-41、第二半圆阶梯部2-42可以均为铜材料制成的具体预设宽度和预设厚度的金属薄层，且该预设宽度和预设厚度可以根据具体场景进行选择。

可选地，本申请实施例中，结合图2所示，上述第二交指状馈线单元2-6由第二U型耦合馈线2-61和第二矩形耦合馈线2-62组成。

本申请实施例中，上述第二矩形耦合馈线2-62的第一端插入第二U型耦合馈线2-61的内部，该第二矩形耦合馈线2-62的第二端和输出端微带线2-5的第一端连接；第二矩形耦合馈线2-62和第二U型耦合馈线2-61的两个侧边的长度相同，且和该第二U型耦合馈线2-61的两个侧边之间的距离相同。可选地，本申请实施例中，上述第二U型耦合馈线2-61由两条相互平行的微带线和一条垂直于第二矩形耦合馈线2-62的微带线组成。

可选地，本申请实施例中，上述第二矩形耦合馈线2-62位于第二U型耦合馈线2-61中平行的两条微带线的中间，并和该两条平行的微带线不接触，且该第二矩形耦合馈线2-62和该两条平行的微带线均平行。

具体地，第二U型耦合馈线2-61和第二矩形耦合馈线2-62可以均为铜材料制成的具体预设宽度和预设厚度的金属薄层，且该预设宽度和预设厚度可以根据具体场景进行选择。

其中，第二矩形耦合馈线2-62到该两条平行的微带线之间的距离相同，从而第二矩形耦合馈线2-62可以和第二U型耦合馈线2-61实现交指耦合，以实现比双线耦合更宽的通带带宽。

可选地，本申请实施例中，结合图2所示，上述第二矩形微带线2-7的第一端和第二U型耦合馈线2-61的底边连接，该第二矩形微带线2-7的第二端和第二阶梯阻抗谐振器2-8的第一端连接。

进一步可选地，本申请实施例中，上述第二U型耦合馈线2-61的底边为垂直于第二矩形耦合馈线2-62的微带线。

具体地，第二矩形微带线2-7为铜材料制成的具体预设宽度和预设厚度的金属薄层，且该预设宽度和预设厚度可以根据具体场景进行选择。

可选地，本申请实施例中，结合图2所示，第二阶梯阻抗谐振器2-8由第三半圆阶梯部2-81、第四半圆阶梯部2-82、第二矩形阶梯部2-83级连组成。

本申请实施例中，上述第三半圆阶梯部2-81的直径小于第四半圆阶梯部2-82的直径，第二矩形微带线2-7的第二端和第二矩形阶梯部2-83的第一端连接，该第二矩形阶梯部2-83的第二端和该第三半圆阶梯部2-81的第一端连接，该第三半圆阶梯部2-81的第二端和该第四半圆阶梯部2-82的第一端连接。

可选地，本申请实施例中，第二阶梯阻抗谐振器2-8从介质基板的中轴线到两侧的方向上，分别为第二矩形阶梯部2-83、第三半圆阶梯部2-81、第四半圆阶梯部2-82，且第二矩形阶梯部2-83、第三半圆阶梯部2-81、第四半圆阶梯部2-82首尾级连成阶梯状。

进一步可选地，本申请实施例中，第二矩形阶梯部2-83可以为矩形金属微带线，第三半圆阶梯部2-81、第四半圆阶梯部2-82均可以为半圆形金属微带线，且第三半圆阶梯部2-81小于第四半圆阶梯部2-82。

具体地，第二矩形阶梯部2-83和第三半圆阶梯部2-81、第四半圆阶梯部2-82可以均为铜材料制成的具体预设宽度和预设厚度的金属薄层，且该预设宽度和预设厚度可以根据具体场景进行选择。

由于阶梯阻抗谐振器中的半圆阶梯状微带线的两端引入了两段矩形微带线，可以通过调节阻抗比来改变谐振点的位置，从而灵活地调节超宽带滤波器的通带频率，进而得到所需的滤波器通带同时，展宽了滤波器的带宽。

本申请实施例中，当交指状馈线单元中的第一U型耦合馈线的侧边和第一矩形耦合馈线(和或第二U型耦合馈线的侧边和第二矩形耦合馈线)的长度增加时，超宽带滤波器的谐振点向低频方向移动且通带的中心频率也随着向低频移动，通带内的回波损耗逐渐降低，通带边缘的选择性增加。考虑到滤波器整体性能以及通带内波动因素，可以折中确定交指状馈线单元的结构尺寸。

可选地，本申请实施例中，结合图2所示，上述第一开路枝节2-9由第一U型微带线2-91和第三矩形微带线2-92组成，第二开路枝节2-10由第二U型微带线2-101和第四矩形微带线2-102组成；第一开路枝节2-9和第二开路枝节2-10均为“山”字型开路枝节。

本申请实施例中，上述第一U型微带线2-91和第三矩形微带线2-92的第一端交叉，且该第三矩形微带线2-92的第一端低于该第一U型微带线2-91；第二U型微带线2-101和第四矩形微带线2-102的第一端交叉，且该第四矩形微带线2-102的第一端低于该第二U型微带线2-101，第三矩形微带线2-92和第四矩形微带线2-102的第二端均与第一阶梯阻抗谐振器2-4、第二阶梯阻抗谐振器2-8连接。

可选地，本申请实施例中，第一开路枝节2-9和第二开路枝节2-10均为“山”字型开路枝节，位于中间的矩形微带线的一端低于U型微带线的两条侧边，且矩形微带线的另一端加载在第一阶梯阻抗谐振器2-4和第二阶梯阻抗谐振器2-8上。

由于“山”字型开路枝节相比于矩形开路枝节，可以使开路枝节的长度更短，耦合性更强，更加满足小型化的要求。同时，通过仿真优化发现该结构引入了额外的谐振频点，使通带内的变化幅度更小，波纹更加平坦。

可选地，本申请实施例中，结合图2，如图3所示，上述超宽带滤波器的金属微带结构的尺寸参数如下：第一矩形微带线(第二矩形微带线)的宽度W1＝0.3mm，第一U型耦合馈线(第二U型耦合馈线)的侧边间距W2＝0.3mm，第一U型耦合馈线(第二U型耦合馈线)的侧边宽度W3＝0.1mm，第一开路枝节(第二开路枝节)的侧边宽度W4＝0.1mm，第一矩形耦合线(第二矩形耦合线)的长度L1＝4.7mm，第三矩形微带线(第四矩形微带线)的长度L2＝0.5mm，第一矩形阶梯部(第二矩形阶梯部)的长度L3＝0.1mm，第一U型微带线(第二U型微带线)的长度L4＝0.3mm，第一半圆阶梯部(第三半圆阶梯部)的直径R1＝0.4mm，第二半圆阶梯部(第四半圆阶梯部)的直径R2＝1mm，第一U型耦合馈线和第一矩形耦合馈线(第二U型耦合馈线和第二矩形耦合馈线)的纵向间距d1＝0.1mm，第一U型耦合馈线和第一矩形耦合馈线(第二U型耦合馈线和第二矩形耦合馈线)的横向间距d2＝0.2mm。

本申请实施例中，如图4所示，上述第一缺陷地单元3-1和第二缺陷地单元3-2均为矩形缺陷地单元，且形状和大小相同；第一缺陷地单元3-1和第二缺陷地单元3-2关于金属单元3-3的中间轴线对称。

可选地，本申请实施例中，上述介质基板1的第二表面可以为介质基板1的下表面，该下表面设置有第一缺陷地单元3-1、第二缺陷地单元3-2和接地金属单元3-3。

进一步可选地，本申请实施例中，上述金属单元3-3可以为一块整体的金属贴片，该金属贴片固定贴合在介质基板1的下表面，作为金属接地板。

进一步可选地，本申请实施例中，第一缺陷地单元3-1、第二缺陷地单元3-2均是在金属地板上刻蚀去除相应的结构形状，从而形成的空气单元。

具体地，上述第一缺陷地单元3-1和第二缺陷地单元3-2均为在金属接地板上刻蚀得到的矩形结构，且大小和形状相同，其中，第一缺陷地单元3-1和第一交指状馈线单元2-2所在区域上下对应，第二缺陷地单元3-2所在区域和与第二交指状馈线单元2-6所在区域上下对应。

本申请实施例中，第一缺陷地单元3-1和第二缺陷地单元3-2使得超宽带滤波器引入了传输零点，使得通带边缘更加陡峭，矩形系数更好，选择性更强。

可选地，本申请实施例中，结合图4，如图5所示，基于阶梯阻抗谐振器的超宽带微带滤波器的金属地板结构的尺寸参数如下：第一缺陷地单元(第二缺陷地单元)的宽度W5＝0.5mm，第一缺陷地单元(第二缺陷地单元)的长度L6＝4.9mm。

本申请实施例中，如图6所示，对根据上述具体实施方式设计的基于阶梯阻抗谐振器的超宽带微带滤波器进行的S11仿真测试结果显示，该基于阶梯阻抗谐振器的超宽带微带滤波器的回波损耗大于13dB，插入损耗小于0.5dB，以3dB为标准，频率覆盖范围为3.6-15.5GHz，相对带宽可达124％，在通带两端分别产生了大于25dB和35dB的传输零点，通带外具有良好的带外抑制，通带边缘曲线陡峭，具有良好的选择性。

本实用新型提出的超宽带滤波器尺寸较小且结构紧凑，同时在各项性能方面表现良好。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本实用新型的保护之内。

Claims (12)

1.一种基于阶梯阻抗谐振器的超宽带微带滤波器，其特征在于，所述基于阶梯阻抗谐振器的超宽带微带滤波器包括：

介质基板，所述介质基板的第一表面上设置有金属微带结构，所述金属微带结构包括：输入端微带线、第一交指状馈线单元、第一矩形微带线、和第一阶梯阻抗谐振器以及输出端微带线、第二交指状馈线单元、第二矩形微带线和第二阶梯阻抗谐振器；

所述金属微带结构还包括：第一开路枝节和第二开路枝节，所述第一开路枝节和所述第二开路枝节关于所述第一阶梯阻抗谐振器和所述第二阶梯阻抗谐振器对称设置；

所述介质基板的第二表面上设置有金属地板，所述金属地板包括第一缺陷地单元、第二缺陷地单元和金属单元；所述第一缺陷地单元和所述第二缺陷地单元是在所述金属单元上刻蚀形成的空气单元；

其中，所述第一交指状馈线单元的第一端和所述输入端微带线连接，所述第一交指状馈线单元的第二端和所述第一矩形微带线的第一端连接；所述第二交指状馈线单元的第一端连接和所述输出端微带线连接，所述第二交指状馈线单元的第二端和所述第二矩形微带线的第一端连接；所述第一开路枝节和第二开路枝节的中间轴线与所述第一阶梯阻抗谐振器和所述第二阶梯阻抗谐振器的中间轴线垂直；所述金属微带结构关于所述介质基板的中间轴线对称；

所述第一缺陷地单元和所述第一交指状馈线单元所在区域上下对应，所述第二缺陷地单元所在区域与所述第二交指状馈线单元所在区域上下对应。

2.根据权利要求1所述的基于阶梯阻抗谐振器的超宽带微带滤波器，其特征在于，

所述输入端微带线和输出端微带线均为矩形微带馈线。

3.根据权利要求2所述的基于阶梯阻抗谐振器的超宽带微带滤波器，其特征在于，

所述输入端微带线和所述输出端微带线均为50欧姆微带线。

4.根据权利要求1所述的基于阶梯阻抗谐振器的超宽带微带滤波器，其特征在于，

所述第一交指状馈线单元由第一U型耦合馈线和第一矩形耦合馈线组成；

其中，所述第一矩形耦合馈线的第一端插入所述第一U型耦合馈线的内部，所述第一矩形耦合馈线的第二端和所述输入端微带线的第一端连接；所述第一矩形耦合馈线和所述第一U型耦合馈线的两个侧边的长度相同，且和所述第一U型耦合馈线的两个侧边之间的距离相同。

5.根据权利要求1所述的基于阶梯阻抗谐振器的超宽带微带滤波器，其特征在于，

所述第二交指状馈线单元由第二U型耦合馈线和第二矩形耦合馈线组成；

其中，所述第二矩形耦合馈线的第一端插入所述第二U型耦合馈线的内部，所述第二矩形耦合馈线的第二端和所述输出端微带线的第一端连接；所述第二矩形耦合馈线和所述第二U型耦合馈线的两个侧边的长度相同，且和所述第二U型耦合馈线的两个侧边之间的距离相同。

6.根据权利要求4所述的基于阶梯阻抗谐振器的超宽带微带滤波器，其特征在于，

所述第一矩形微带线的第一端和所述第一U型耦合馈线的底边连接，所述第一矩形微带线的第二端和所述第一阶梯阻抗谐振器的第一端连接。

7.根据权利要求6所述的基于阶梯阻抗谐振器的超宽带微带滤波器，其特征在于，

所述第一阶梯阻抗谐振器由第一半圆阶梯部、第二半圆阶梯部、第一矩形阶梯部级连组成；

其中，所述第一半圆阶梯部的直径小于所述第二半圆阶梯部的直径，所述第一矩形微带线的第二端和所述第一矩形阶梯部的第一端连接，所述第一矩形阶梯部的第二端和所述第一半圆阶梯部的第一端连接，所述第一半圆阶梯部的第二端和所述第二半圆阶梯部的第一端连接。

8.根据权利要求5所述的基于阶梯阻抗谐振器的超宽带微带滤波器，其特征在于，

所述第二矩形微带线的第一端和所述第二U型耦合馈线的底边连接，所述第二矩形微带线的第二端和所述第二阶梯阻抗谐振器的第一端连接。

9.根据权利要求8所述的基于阶梯阻抗谐振器的超宽带微带滤波器，其特征在于，

所述第二阶梯阻抗谐振器由第三半圆阶梯部、第四半圆阶梯部、第二矩形阶梯部级连组成；

其中，所述第三半圆阶梯部的直径小于所述第四半圆阶梯部的直径，所述第二矩形微带线的第二端和所述第二矩形阶梯部的第一端连接，所述第二矩形阶梯部的第二端和所述第三半圆阶梯部的第一端连接，所述第三半圆阶梯部的第二端和所述第四半圆阶梯部的第一端连接。

10.根据权利要求1所述的基于阶梯阻抗谐振器的超宽带微带滤波器，其特征在于，

所述第一开路枝节由第一U型微带线和第三矩形微带线组成，所述第二开路枝节由第二U型微带线和第四矩形微带线组成；所述第一开路枝节和所述第二开路枝节均为“山”字型开路枝节；

其中，所述第一U型微带线和所述第三矩形微带线的第一端交叉，且所述第三矩形微带线的第一端低于所述第一U型微带线；所述第二U型微带线和所述第四矩形微带线的第一端交叉，且所述第四矩形微带线的第一端低于所述第二U型微带线，所述第三矩形微带线的二端和所述第四矩形微带线的第二端均与所述第一阶梯阻抗谐振器、所述第二阶梯阻抗谐振器连接。

11.根据权利要求1所述的基于阶梯阻抗谐振器的超宽带微带滤波器，其特征在于，

所述第一缺陷地单元和所述第二缺陷地单元均为矩形缺陷地单元，且形状和大小相同；所述第一缺陷地单元和所述第二缺陷地单元关于所述金属单元的中间轴线对称。

12.根据权利要求1所述的基于阶梯阻抗谐振器的超宽带微带滤波器，其特征在于，所述介质基板为环氧树脂介质基板。