[实用新型]基于地面缺陷型接地结构的超宽带带通滤波器

说明书

技术领域

本实用新型涉及微波通信领域的滤波器，特别是一种基于地面缺陷型接地结构的超宽带带通滤波器。

背景技术

随着通信技术的迅速发展，人们对信息传输系统的要求越来越高。在此背景之下，超宽带技术以其系统简单、成本低、功耗小、数据传输速度快、安全性高等优点成为目前通信领域的一个研究热点。自从2002年FCC(美国联邦通信委员会)解禁了3.1-10.6GHz段的频谱，并使之能够应用于超宽带设备之后，更是在学术界和工业制造领域掀起了一股超宽带技术的研究热潮。而滤波器在整个射频超宽带电路系统中扮演着相当重要的角色。它的特性好坏对于系统的整体性能起着非常重要的作用。

现有的宽带带通滤波器主要包括平行耦合线滤波器，交指型滤波器，梳状线滤波器，以及开路或者短路枝节滤波器等，但是他们达到带宽的程度是有限的，一般相对带宽不超过50％。且传统的设计方法由于耦合线的奇偶模阻抗之比过大，用任何一种介质材料均难以实现。

由于地面缺陷型接地结构(Defected Ground Structure，DGS)能够造成频带特殊的带阻(bandstop)或带通(bandpass)的特性，因此人们也开始思考将其引入到超宽带设计中。而传统的缺地陷结构一般为“哑铃”型、或者“矩形”，这种结构的特点是能够引入传输零点，但是其插损相对较大，选择性较差。而且目前基于DGS的超宽带滤波器不是设计复杂，就是损耗较大，结构不具有通用性，很难方便地设计任意频段的超宽带滤波器。

经过申请人进行查阅现有文献发现，中国专利申请“超宽带微带滤波器”(申请号：200610117045.2)采用高通和低通滤波器相结合实现滤波器的超宽带特性，该发明中采用了7个哑铃型的DGS结构和缝隙单元，其结构复杂，调试参数多，设计起来很困难；再加上“哑铃”型DGS插损相对较大，选择性较差，因此此种滤波器带内最大插损达到-1.5dB，带外抑制只能达到-20dB以下。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷或不足，本实用新型的目的在于提供一种基于地面缺陷型接地结构的超宽带带通滤波器，其结构简单，带宽可覆盖任意超宽带频段(3.1-10.6GHz段内)，并能有效地抑制带外的信号，使衰减能够达到35dB以上。

为了实现上述任务，本实用新型采取如下的技术解决方案：

一种基于地面缺陷型接地结构的超宽带带通滤波器，包括设置在双面敷铜微带板的正面上的电路板和反面上的接地板，其特征在于：

所述的电路板包括两条平行的第一耦合微带线和第二耦合微带线，第一耦合微带线通过输入端传输线和输入端口相连接，第二耦合微带线通过输出端传输线与输出端口相连接；

所述的接地板包括第一、第二和第三倒“S”型缺地陷结构，所述的第一、第二和第三倒“S”型缺地陷结构是在接地板上面刻蚀去相应的倒“S”形状所形成的空气单元；其中，第一倒“S”型缺地陷结构位于电路板两条平行的第一、第二耦合微带线的正下方的中心，第二倒“S”型缺地陷结构和第三倒“S”型缺地陷结构对称分布在第一倒“S”型缺地陷结构的两侧，并分别位于输出端传输线3和输入端传输线的正下方的中心。

本实用新型的基于地面缺陷型接地结构的超宽带带通滤波器，实现了滤波器的超宽带性能，同时保证滤波器带外的高选择性。是一种带宽可覆盖任意超宽带频段(3.1-10.6GHz段内)的DGS超宽带带通滤波器。

附图说明

图1为本实用新型的基于地面缺陷型接地结构的超宽带带通滤波器总体结构示意图；

图2为本实用新型的基于地面缺陷型接地结构的超宽带带通滤波器正面电路板结构示意图；

图3为本实用新型的基于地面缺陷型接地结构的超宽带带通滤波器背面接地板结构示意图；

图4为本实用新型的基于地面缺陷型接地结构的超宽带带通滤波器中间部分结构示意图；

图5为本实用新型的基于地面缺陷型接地结构的超宽带带通滤波器中间部分结构的等效电路图；

图6为本实用新型的基于地面缺陷型接地结构的超宽带带通滤波器中间部分结构的频率特性示意图；

图7为本实用新型的基于地面缺陷型接地结构的超宽带带通滤波器正面电路板两侧部分结构示意图；

图8为本实用新型的基于地面缺陷型接地结构的超宽带带通滤波器两侧部分结构的等效电路图；

图9为本实用新型的基于地面缺陷型接地结构的超宽带带通滤波器两侧部分结构的频率特性示意图；

图10为两种结构的传输响应比较图；

图11为本实用新型的基于地面缺陷型接地结构的超宽带带通滤波器仿真的频率特性示意图。