專利名稱：小型化寬阻帶低通濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于寬阻帶低通濾波器技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種通帶特性良好、能夠很好的滿足現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)對(duì)寬阻帶的要求的小型化寬阻帶低通濾波器。
背景技術(shù)：
低通濾波器作為現(xiàn)代通信系統(tǒng)關(guān)鍵部件，一直以來都受到研究人員的重視。伴隨通信系統(tǒng)的快速發(fā)展，制作體積小、帶內(nèi)損耗小、滾降較快同時(shí)又具有較寬阻帶的低通濾波器一直是科研人員努力的方向。根據(jù)傳統(tǒng)濾波器設(shè)計(jì)理論，科研人員多采用階躍阻抗線來設(shè)計(jì)巴特沃茲低通濾波器或切比雪夫低通濾波器，然而這種方法設(shè)計(jì)的濾波器尺寸大，通帶特性和帶外抑制特性也一般；近年，有的文獻(xiàn)中提到利用缺陷地結(jié)構(gòu)的微帶電路來制作低通濾波器，要實(shí)現(xiàn)寬阻帶的低通濾波器，缺陷地結(jié)構(gòu)的電路尺寸還是較大。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種新型的小型化寬阻帶橢圓函數(shù)低通濾波器，該濾波器的通帶特性良好，并擁有寬阻帶，它能夠很好的滿足現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)對(duì)寬阻帶的要求。實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)解決方案為一種小型化寬阻帶低通濾波器，包括連接兩側(cè)端口的歐姆第一金屬饋線、第二金屬饋線、第一金屬微帶線、第二金屬微帶線、第三金屬微帶線、第一金屬過孔、第四金屬微帶線、第五金屬微帶線、第二金屬過孔、缺陷地、金屬線、隔離層、人工介質(zhì)層、接地板、第一金屬貼片和第二金屬貼片；接地板上方設(shè)置人工介質(zhì)層，人工介質(zhì)層上方設(shè)置隔離層，隔離層上方為連接端口的金屬微帶線；第二金屬微帶線一端與第一金屬微帶線垂直相連，另一端連接第三金屬微帶線；第四金屬微帶線一端與第一金屬微帶線垂直相連，另一端連接第五金屬微帶線；人工介質(zhì)層上表面的第一金屬貼片通過第一金屬過孔與接地板連接；人工介質(zhì)層上表面的第二金屬貼片與第二金屬過孔相連；第二金屬過孔又通過缺陷地中的金屬線接地。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)采用人工介質(zhì)材料，有效地減小了電容貼片的大?。煌瑫r(shí)金屬過孔連接螺旋電感線再接地的設(shè)計(jì)增加了設(shè)計(jì)的自由度；采用高阻抗線來等效串聯(lián)電感，有效的拓展了低通濾波器的阻帶帶寬。實(shí)例設(shè)計(jì)表明，截止頻率 2. 5GHz的低通濾波器，通帶內(nèi)插損小于0. 3dB, 20dB阻帶帶寬為3GHz_10GHz。

圖1是本實(shí)用新型的俯視圖。圖2是本實(shí)用新型的主視圖。圖3是根據(jù)本實(shí)用新型仿真得到的S參數(shù)圖。
具體實(shí)施方式
[0009]
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)由下到上分別是接地板、人工介質(zhì)層、隔離層和金屬微帶線，其結(jié)構(gòu)圖如圖1和圖2所示。為實(shí)現(xiàn)電路尺寸小、通帶特性好、滾降較快同時(shí)阻帶較寬的目的， 該新型低通濾波器根據(jù)橢圓函數(shù)低通濾波器設(shè)計(jì)理論，采用5極點(diǎn)的橢圓函數(shù)低通濾波器原型來設(shè)計(jì)。人工介質(zhì)層中嵌入金屬貼片和金屬接地過孔，來實(shí)現(xiàn)LC串聯(lián)諧振，接地板、人工介質(zhì)層、隔離層、金屬微帶線依次疊加且重合。本實(shí)用新型小型化寬阻帶低通濾波器，包括連接兩側(cè)端口的50歐姆第一金屬饋線1、第二金屬饋線16、第一金屬微帶線2、第二金屬微帶線3、第三金屬微帶線4、第一金屬過孔5、第四金屬微帶線6、第五金屬微帶線7、第二金屬過孔8、缺陷地9、金屬線10、隔離層 11、人工介質(zhì)層12、接地板13、第一金屬貼片14和第二金屬貼片15 ；接地板13上方設(shè)置人工介質(zhì)層12，人工介質(zhì)層12上方設(shè)置隔離層11，隔離層4上方為連接端口的金屬微帶線2 ； 第二金屬微帶線3 —端與第一金屬微帶線2垂直相連，另一端連接第三金屬微帶線4 ；第四金屬微帶線6 —端與第一金屬微帶線2垂直相連，另一端連接第五金屬微帶線7 ；人工介質(zhì)層12上表面的第一金屬貼片14通過第一金屬過孔5與接地板13連接；人工介質(zhì)層12上表面的第二金屬貼片15與第二金屬過孔8相連；第二金屬過孔8又通過缺陷地9中的金屬線10接地。實(shí)施例結(jié)合圖1和圖2，以截止頻率為2. 5GHz,阻帶寬度為3GHz-10GHz的低通濾波器為例。借助目前已非常成熟的微波集成電路加工工藝技術(shù)，按下列參數(shù)在印刷電路板上制作微帶電路。連接端口的50歐姆金屬饋線1寬2. 3mm,位于隔離層上表面；金屬微帶線2、 3、4、6、7也位于隔離層的上表面。金屬微帶線2長15mm，寬0. 2mm ；金屬微帶線3長0. 4mm, 寬0.2mm，距離金屬饋線4. 4mm;金屬微帶線4長3. 1mm，寬3. Imm;人工介質(zhì)層中金屬過孔 5的直徑為1. 6mm ；金屬微帶線6長1mm，寬0. 2mm，距離金屬饋線10. 7mm;金屬微帶線7長 2. 58mm,寬2. 58mm;人工介質(zhì)層中金屬過孔8的直徑為0. 5mm ；缺陷地結(jié)構(gòu)9長3. Imm,寬 1. 5mm,位于接地板平面；金屬線10長2mm，寬0. 5mm,位于接地板平面，一段連接金屬過孔 8，另一端接地。隔離層11相對(duì)介電常數(shù)r為3. 38，厚度為0. 2mm ；人工介質(zhì)層12相對(duì)介電常數(shù)^也為3. 38，厚度為0. 8mm ；金屬片13為接地平面；金屬貼片14位于人工介質(zhì)層上表面，長3. 1mm，寬3. Imm,正對(duì)金屬微帶線4，并通過金屬過孔5接地；金屬貼片15位于人工介質(zhì)層上表面，長2. 58mm,寬2. 58mm,正對(duì)金屬微帶線7，并通過金屬過孔8接地。
權(quán)利要求1. 一種小型化寬阻帶低通濾波器，其特征在于包括連接兩側(cè)端口的50歐姆第一金屬饋線[1]、第二金屬饋線[16]、第一金屬微帶線[2]、第二金屬微帶線[3]、第三金屬微帶線 W]、第一金屬過孔[5]、第四金屬微帶線W]、第五金屬微帶線[7]、第二金屬過孔[8]、缺陷地[9]、金屬線[10]、隔離層[11]、人工介質(zhì)層[12]、接地板[13]、第一金屬貼片[14]和第二金屬貼片[15]；接地板[13]上方設(shè)置人工介質(zhì)層[12]，人工介質(zhì)層[12]上方設(shè)置隔離層[11]，隔離層[4]上方為連接端口的金屬微帶線[2]；第二金屬微帶線[3] —端與第一金屬微帶線[2]垂直相連，另一端連接第三金屬微帶線W]；第四金屬微帶線[6] —端與第一金屬微帶線[2]垂直相連，另一端連接第五金屬微帶線[7]；人工介質(zhì)層[12]上表面的第一金屬貼片[14]通過第一金屬過孔[5]與接地板[13]連接；人工介質(zhì)層[12]上表面的第二金屬貼片[15]與第二金屬過孔[8]相連；第二金屬過孔[8]又通過缺陷地[9]中的金屬線[10]接地。
專利摘要本實(shí)用新型公開了小型化寬阻帶低通濾波器，主要由接地板、人工介質(zhì)層、隔離層和金屬微帶線組成，金屬微帶線位于隔離層上方，人工介質(zhì)層中嵌入金屬通孔，人工介質(zhì)層上表面有金屬貼片。接地板、人工介質(zhì)層、隔離層、金屬微帶線依次疊加且重合。本實(shí)用新型濾波器的通帶特性良好，并擁有寬阻帶，能夠很好的滿足現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)對(duì)寬阻帶的要求。
文檔編號(hào)H01P1/203GK202217758SQ201120205770
公開日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2011年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月17日
發(fā)明者何磊, 劉小明, 唐萬春, 楊松茂, 王小軍, 王曉科, 王晴, 王橙, 陳如山 申請(qǐng)人:南京理工大學(xué)