[发明专利]具有良好频率选择特性的微带超宽带带通滤波器

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种微带超宽带带通滤波器。

背景技术

在2002年，美国联邦通信委员会(FCC)将3.1GHz～10.6GHz之间的频段开放为通信领域的应用。因为其高传输速率和低传输损耗等优点，超宽带通信受到了广泛的重视并得到了迅猛的发展。作为超宽带通信系统中的关键器件，超宽带带通滤波器的性能决定了系统的整体性能。然而，设计小型化、高性能和低成本的超宽带带通滤波器仍是一大挑战。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的超宽带带通滤波器不足，提供了一种微带超宽带带通滤波器。该滤波器具有良好的通带频率选择性、尺寸较小、容易调试等优点。

典型微带线的结构如图1所示，主要包括三层。第I层是金属上覆层，第II层是介质基片，第III层是金属下覆层。本发明所述的微带超宽带带通滤波器的结构如图2所示。滤波器的正面如图3所示，所采用的技术方案是：在微带线的金属上覆层(I)里刻蚀如图3所示的图案。其特征在于：第一开路传输线节(31)和第二开路传输线节(36)分别连接到一个闭合外圆环(32)两端；闭合外圆环(32)通过传输线节(33)与闭合内圆环(34)连接，闭合外圆环(32)和闭合内圆环(34)具有相同的圆心，只是半径不同；传输线节(33)向圆心进行延伸，即为第三开路传输线节(35)。这些部分构成一个多模谐振器。输入馈线(1)通过第一渐变阻抗传输线节(10)，再由所连接的第四开路传输线节(11)和第五开路传输线节(12)与这个多模谐振器进行输入能量耦合。输出馈线(2)通过第二渐变阻抗传输线节(20)，再由所连接的第六开路传输线节(21)和第七开路传输线节(22)与这个多模谐振器进行能量耦合。为了改善输入阻抗匹配，在输入馈线(1)处连接了第一短路传输线节(13)，短路由第一金属化通孔(14)来实现，和第八开路传输线节(15)。为了改善输出阻抗匹配，在输出馈线(2)处连接了第二短路传输线节(23)，短路由第二金属化通孔(24)来实现，和第九开路传输线节(25)。

本发明的有益效果是：与现有的滤波器相比，本发明的滤波器所含的谐振器是一个多模谐振器。所构成的滤波器的带宽可以覆盖超宽带频率范围，通带的频率选择性较好，带外抑制性能较好、尺寸较小等优点。

附图说明

图1是本发明用于加工微带滤波器的复合材料层。

图2是本发明所述超宽带带通滤波器的结构示意图。

图3是本发明所述超宽带带通滤波器的正面视图。

图4是一个具有三个主要谐振模式的谐振器(简称：三模谐振器)的结构示意图。

图5(a)是三模谐振器的奇模等效电路。

图5(b)是三模谐振器的偶模等效电路。

图6是针对三模谐振器的弱耦合电磁仿真结果。

图7是基于三模谐振器的一个微带超宽带带通滤波器的结构示意图。

图8是针对基于三模谐振器的微带超宽带带通滤波器的电磁仿真结果。

图9是一个具有五个主要谐振模式的谐振器(简称：五模谐振器)的结构示意图。

图10(a)是五模谐振器的奇模等效电路。

图10(b)是五模谐振器的偶模等效电路。

图11是针对五模谐振器的弱耦合电磁仿真结果。

图12是对图9中五模谐振器进行变形后得到的一个谐振器结构(简称：变形谐振器)。

图13是基于变形谐振器的一个微带超宽带带通滤波器的结构示意图。

图14是针对基于五模谐振器的微带超宽带滤波器的电磁仿真结果。

图15是一个具有多个谐振模式的谐振器(简称：多模谐振器)的结构示意图。

图16是基于多模谐振器的一个微带超宽带带通滤波器的结构示意图。

图17是针对基于多模谐振器的微带超宽带带通滤波器的S参数测试和仿真结果。

图18是针对基于多模谐振器的微带超宽带带通滤波器的群时延测试和仿真结果。

具体实施方式