基于缺陷微帶結(jié)構(gòu)的三陷波超寬帶濾波器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于微波傳輸器件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于缺陷微帶結(jié)構(gòu)的三陷波超寬帶濾波器。
【背景技術(shù)】
[0002]超寬帶(Ultra-wideband, UWB)技術(shù)是近年來以其成本低、功耗小、數(shù)據(jù)傳輸速率高、安全性好等優(yōu)點而成為國際上新興的一種無線通信技術(shù)。自2002年美國聯(lián)邦通信委員會(Federal Communicat1ns Commiss1n, FCC)將 3.1GHz ?10.6GHz 的頻段批準(zhǔn)用于商業(yè)通信以來，超寬帶通信技術(shù)受到了越來越多的重視。濾波器是超寬帶系統(tǒng)中的一個重要元件，如何設(shè)計出結(jié)構(gòu)緊湊，性能良好的超寬帶帶通濾波器己經(jīng)成為研究者們追逐的目標(biāo)。但是，在整個超寬帶頻段范圍內(nèi)，由于已經(jīng)存在其它各種窄帶無線通信信號，例如5.2/5.SGHzWLAN信號和8.0GHz衛(wèi)星通信系統(tǒng)信號等。而這些無線通信信號會嚴(yán)重干擾超寬帶系統(tǒng)，為了抑制不同系統(tǒng)之間的相互干擾，保證超寬帶系統(tǒng)正常工作，迫切需求具有多頻陷波特性的高性能小型化超寬帶濾波器。
[0003]如下現(xiàn)有文獻(xiàn)報道了具有陷波特性的超寬帶濾波器結(jié)構(gòu):
[0004]文獻(xiàn) I (Shaman, H., and J.S.Hong, Asymmetric Parallel-Coupled Lines forNotch Implementat1n in UffB Filters, IEEE Microwave and Wireless ComponentsLetters, 2007，17:516-3518)中利用在平行耦合線上加載開路支節(jié)來獲得陷波特性，然而這種方法使超寬帶濾波器僅僅獲得一個陷波頻帶，且該陷波頻帶的中心頻率與帶寬不易調(diào)節(jié);
[0005]文獻(xiàn)2(Hao,Z.C.，and J.S.Hong, Compact UWB Filter With Double Notch-BandsUsing Multilayer LCP Technology,IEEE Microwave and Wireless ComponentsLetters, 2009, 19:500-502)中利用多層結(jié)構(gòu)之間的寬邊耦合來實現(xiàn)雙陷波特性，但多層結(jié)構(gòu)不易應(yīng)用于微波電路，且制作成本昂貴，不易于量產(chǎn)；
[0006]文獻(xiàn)3(Wei, F., ff.T.Li, X.ff.Shi, and Q.L.Chen., Compact UffB Bandpass Filterwith Triple-notched Bands Using Stepped Impedance Resonator, IEEE Microwave andWireless Components Letters, 2012，22:512-514)中通過f禹合具有三模特性的階梯阻抗諧振器到初始的超寬帶濾波器，獲得所需求的三陷波特性，但額外增加了初始電路的尺寸。
[0007]綜上所述，文獻(xiàn)I中設(shè)計的具有陷波特性的超寬帶濾波器，結(jié)構(gòu)簡單，但僅僅獲得一個陷波頻帶；文獻(xiàn)2中設(shè)計的雙陷波特性的超寬帶濾波器是基于多層電路結(jié)構(gòu)，但是由于制作成本昂貴及技術(shù)不完善，不利于量產(chǎn)；文獻(xiàn)3中設(shè)計的單層結(jié)構(gòu)的三陷波特性的超寬帶濾波器，易于加工及集成，但是通帶的選擇性及阻帶特性不理想，且該陷波頻帶的中心頻率與帶寬不易調(diào)節(jié)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種基于缺陷微帶結(jié)構(gòu)的三陷波超寬帶濾波器，其具有三陷波特性且能夠通過調(diào)節(jié)缺陷微帶結(jié)構(gòu)的長度實現(xiàn)陷波中心頻率的可調(diào)，便于產(chǎn)品調(diào)試及批量生產(chǎn)。
[0009]為了達(dá)到上述目的，實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)解決方案為:
[0010]基于缺陷微帶結(jié)構(gòu)的三陷波超寬帶濾波器，包括微帶基板，微帶基板的反面作為接地金屬板，微帶基板的兩側(cè)分布有第一輸入\輸出端口和第二輸入\輸出端口，在微帶基板的正面上設(shè)置有第一均勻線傳輸單元、第二均勻傳輸線單元、第一平行耦合饋線、第二平行耦合饋線、E型多模諧振結(jié)構(gòu)；
[0011]所述第一均勻傳輸線單元、第二均勻傳輸線單元分別與第一輸入\輸出端口和第二輸入\輸出端口連接，且第一均勻傳輸線單兀、第二均勻傳輸線單兀、第一輸入\輸出端口和第二輸入\輸出端口處于同一水平線上；
[0012]所述第一平行耦合饋線和第二平行耦合饋線分別呈“[”形和“]”形，且第一平行耦合饋線的開口端與第二平行耦合饋線的開口端相向排列并均與E型多模諧振結(jié)構(gòu)的中心枝節(jié)連接；第一平行耦合饋線的非開口端與第一均勻傳輸線單元連接，第二平行耦合饋線的非開口端與第二均勻傳輸線單元連接；
[0013]E型多模諧振結(jié)構(gòu)上開設(shè)有第一缺陷微帶結(jié)構(gòu)、第二缺陷微帶結(jié)構(gòu)、第三缺陷微帶結(jié)構(gòu)；第一缺陷微帶結(jié)構(gòu)、第二缺陷微帶結(jié)構(gòu)以及第三缺陷微帶結(jié)構(gòu)均由開設(shè)在E型多模諧振結(jié)構(gòu)上的三條依次連接且寬度相同的直線形溝槽構(gòu)成，且兩端的直線形溝槽均與中間的直線形溝槽垂直并處于中間的直線形溝槽的同一側(cè)；第一缺陷微帶結(jié)構(gòu)、第二缺陷微帶結(jié)構(gòu)以及第三缺陷微帶結(jié)構(gòu)的中間直線形溝槽均相互平行。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點在于:利用本發(fā)明新型E型多模諧振結(jié)構(gòu)獲得覆蓋超寬帶通信頻段3.1?10.6GHz的超寬帶濾波器，實現(xiàn)該濾波器具有良好帶內(nèi)選擇性能和帶外抑制效果；改變第一缺陷微帶結(jié)構(gòu)的長度實現(xiàn)第一陷波頻帶的中心頻率可調(diào)，改變第二缺陷微帶結(jié)構(gòu)的長度實現(xiàn)第二陷波頻帶的中心頻率可調(diào)，改變第三缺陷微帶結(jié)構(gòu)的長度實現(xiàn)第三陷波頻帶的中心頻率可調(diào)；改變第一缺陷微帶結(jié)構(gòu)的寬度實現(xiàn)第一陷波頻帶的帶寬可調(diào)，改變第二缺陷微帶結(jié)構(gòu)的寬度實現(xiàn)第二陷波頻帶的帶寬可調(diào)，改變第三缺陷微帶結(jié)構(gòu)的寬度實現(xiàn)第三陷波頻帶的帶寬可調(diào)；超寬帶濾波器的結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，生產(chǎn)成本低及便于調(diào)試。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明基于缺陷微帶結(jié)構(gòu)的三陷波超寬帶濾波器的立體示意圖。
[0016]圖2是本發(fā)明基于缺陷微帶結(jié)構(gòu)的三陷波超寬帶濾波器的正面示意圖。
[0017]圖3是本發(fā)明隨第一缺陷微帶結(jié)構(gòu)長度變化的頻率響應(yīng)特性仿真曲線。
[0018]圖4是本發(fā)明隨第二缺陷微帶結(jié)構(gòu)長度變化的頻率響應(yīng)特性仿真曲線。
[0019]圖5是本發(fā)明隨第三缺陷微帶結(jié)構(gòu)長度變化的頻率響應(yīng)特性仿真曲線。
[0020]圖6是本發(fā)明三陷波超寬帶濾波器頻率響應(yīng)特性仿真與實物測試曲線。
【具體實施方式】
[0021]如圖1所示，本發(fā)明三陷波超寬帶濾波器包括微帶基板11，微帶基板11的反面作為三陷波超寬帶濾波器的接地金屬板；微帶基板11的兩側(cè)分布有兩個輸入\輸出端口，即第一輸入\輸出端口 I和第二輸入\輸出端口 2。
[0022]如圖1和圖2所示，在微帶基板11的正面上設(shè)置有第一均勻線傳輸單元3、第二均勻傳輸線單元4、第一平行耦合饋線5、第二平行耦合饋線6、E型多模諧振結(jié)構(gòu)10。
[0023]所述第一均勻傳輸線單元3、第二均勻傳輸線單元4分別與第一輸入\輸出端口 I和第二輸入\輸出端口 2連接,且第一均勻傳輸線單兀3、第二均勻傳輸線單兀4、第一輸入\輸出端口 I和第二輸入\輸出端口 2處于同一水平線上。
[0024]所述第一平行耦合饋線5和第二平行耦合饋線6分別呈“[”形和“]”形，且第一平行耦合饋線5的開口端與第二平行耦合饋線6的開口端相向排列并均與E型多模諧振結(jié)構(gòu)10的中心枝節(jié)12連接；第一平行耦合饋線5的非開口端與第一均勻傳輸線單元3連接，第二平行耦合饋線6的非開口端與第二均勻傳輸線單元4連接。
[0025]E型多模諧振結(jié)構(gòu)10上開設(shè)有第一缺陷微帶結(jié)構(gòu)7、第二缺陷微帶結(jié)構(gòu)8、第三缺陷微帶結(jié)構(gòu)9 ;第一缺陷微帶結(jié)構(gòu)7、第二缺陷微帶結(jié)構(gòu)8以及第三缺陷微帶結(jié)構(gòu)9均由開設(shè)在E型多模諧振結(jié)構(gòu)10上的三條依次連接且寬度相同的直線形溝槽構(gòu)成，且兩端的直線形溝槽均與中間的直線形溝槽垂直并處于中間的直線形溝槽的同一側(cè)；第一缺陷微帶結(jié)構(gòu)7、第二缺陷微帶結(jié)構(gòu)8以及第三缺陷微帶結(jié)構(gòu)9的中間直線形溝槽均相互平行。
[0026]本發(fā)明通過在傳統(tǒng)的E型多模諧振結(jié)構(gòu)中引入第一缺陷微帶結(jié)構(gòu)7、第二缺陷微帶結(jié)構(gòu)8、第三缺陷微帶結(jié)構(gòu)9構(gòu)成本發(fā)明新型的E型多模諧振結(jié)構(gòu)10,第一缺陷微帶結(jié)構(gòu)
7、第二缺陷微帶結(jié)構(gòu)8、第三缺陷微帶結(jié)構(gòu)9相當(dāng)于三個獨立的半波長諧振器，從而獲得三陷特性波；通過將第一平行耦合饋線5、E型多模諧振結(jié)構(gòu)10和第二平行耦合饋線6級聯(lián)獲得具有兩個傳輸零點的超寬帶濾波器，實現(xiàn)了通帶有比較好的頻率選擇性。因此，本發(fā)明在不增加原有電路尺寸的情況下獲得三陷波超寬帶濾波器。
[0027]本發(fā)明通過改變第一缺陷微帶結(jié)構(gòu)7的長度調(diào)整第一缺陷微帶結(jié)構(gòu)7的中心頻率，