[发明专利]基于环形谐振器的带陷波超宽带滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及滤波器的技术领域，特别涉及一种基于环形谐振器的带陷波超宽带滤波器。

背景技术

超宽带技术早在1940年就已经出现，源自时域电磁学中微波网络固有的冲激响应描述其瞬时特性；1960年超宽带技术用于雷达技术领域；1972年超宽带脉冲检测器申请了美国专利；1978年出现了最初的超宽带通信系统；1984年超宽带通信系统成功缝进行了10公里的试验；1990年美国防部高级计划局开始对超宽带技术进行验证。2002年2月美国联邦通信委员会(Federal Communication Commission—FCC)发布了关于超宽带技术的“First Report and Order”，容许超宽带技术商业应用。这是超宽带技术发展的一个重要里程碑。因此，超宽带技术、特别是超宽带无线通信开始受到比较广泛的关注。超宽带(UWB)系统采用窄脉冲信号来实现通信，相对于扩频通信等传统连续载波调制传输方式而言是一种全新的传输与处理方式。其有如下独特和新颖的特点：UWB信号占有频带宽，传输速率高：目前FCC开放的频段是3.1-10.6GHz，故UWB系统发射的功率谱密度可以非常低，较为平坦，具有很强的抗窄带干扰能力；极宽的频带加上室内多径影响的消除，可以实现较高数据传输速率，最大数据传输速度可达到每秒几千兆比特。此外，超宽带技术还有室内多径分辨能力强、硬件易实现、功耗低、隐蔽性好等特点。

在一个通信系统中，在有源电路的输入输出端各级之间滤波器普遍存在，各滤波器有各自不同的功能。滤波器为无线通信系统一个不可缺少的器件，它的性能好坏直接关系整个系统的通信质量。收端滤波器的功能包括避免由于发射端输出信号泄漏而使接收器前端饱和；除去如镜频一类的干扰信号；减小来自天线端的本机振荡器的功率泄漏。带通滤波器的基本功能是信道选择，因此它必须有陡峭的沿衰减、好的群时延等特性，以及作为窄带滤波器，有优异的温度稳定性。UWB滤波器位于芯片、放大器和天线之间的位置，先将采集的信号处理后进行滤波，才能放大以及发射出去，可见它的作用和地位都是非常重要的[2]。随着无线通信技术的发展，人们对通信速度和容量提出了更高的要求。为了满足高速率和大容量的通信，3G和4G无线通信技术必然要解决这些问题。由于UWB技术自身优越特点，使得它成为短距离通信和无线局域网通信一个很好的选择，也是未来宽带无线通信发展的趋势。

随着以蜂窝移动通信、无线局域网为代表的无线通信技术的发展，滤波器研究不断地取得新进展。在所有现代无线通信设备的射频前端中，微型封装、性能好、低成本、易于安装使用的带通滤波器，一直是相关器件小型化、微型化的重点。然而，随着3G和4G无线通信技术的到来，为了满足高速率和大容量的通信，对通信电路的设计提出了更高更苛刻的技术要求。滤波器性能的好坏，直接关系通信质量的好坏，以及无线通信技术发展的进程。因此，如何设计性能优越的UWB滤波器就显得非常必要。滤波器对带外噪声的抑制成为整个UWB系统噪声性能好坏的关键。微带线对频率响应具有周期性，因此，如何控制阻带内衰减极点位置来抑制滤波器阻带高次模式的响应成为我们设计UWB滤波器的又一个重点。

此外，无线局域网（WLAN）的标准将IEEE802.11a将5.15-5.35GHz和5.725-5.825GHz这两个频段都作为其工作频段之一，在两种系统都存在的情况下，可能对超宽带系统形成干扰，因此有必要设计一种能够抑制WLAN信号干扰的超宽带滤波器。目前实现带陷波超宽带滤波器的常用方法就是在原有滤波器基础上加入带阻单元。内嵌带阻单元方法包括以下几种方面：一、增加开槽传输单元；二、内嵌开路枝节；三、引入带阻单元与滤波器之间的耦合实现带阻。上述各种方法主要缺陷包括阻带带宽较窄且不可控，加工较为复杂，不便于扩展以实现双陷波特性，因此需要一种新型陷波结构来实现较宽且易控的陷波实现方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种小型基于微带电路的带陷波超宽带滤波器，能够满足小型、宽带、带外抑制好，具有模式可控且陷波特性好等特点。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明一种基于环形谐振器的带陷波超宽带滤波器，包括微带基片、正面部分、反面部分、以及输入/输出端口；所述的正面部分和反面部分分别位于所述微带基片的两个面上，反面部分作为所述滤波器的金属接地板；输入/输出端口有两个，分别为第一输入/输出端口和第二输入/输出端口。