[发明专利]利用周期结构与双交指耦合结构共同实现的超宽带滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用周期结构与双交指耦合结构共同实现的超宽带滤波器，属于射频微波技术领域。

背景技术

目前，随着无线通信技术以及短距离通信系统的快速发展，人们可以利用的无线频谱资源越来越少。研究者在提高现有频谱利用率的同时，更愿意开发出新的，更宽的频带以满足人们的需求。为了解决这一瓶颈问题，2002年美国联邦通信委员会(FCC)通过了超宽带(UWB，Ultra-wideband)技术的商用许可(3.1GHz-10.6GHz)，UWB技术自此受到研究人员的广泛关注和深入研究。为了适应超宽带技术的发展，作为射频前端的核心器件之一，超宽带带通滤波器的研究已经成为无数研究者的关注对象。

超宽带带通滤波器是一种射频微波电路中的滤波器件，实现传输信号通带内传输，通带外截止。传统的超宽带滤波器尺寸较大，耦合度比较小，容易受到外界信号的干扰，性能不够稳定。对于现代的无线通信领域，耦合度强，抗干扰能力强，尺寸小的超宽带滤波器性能极为重要。由于周期谐振结构有抑制带内寄生谐波，双交指耦合结构耦合度紧密，能够抵制来自其他地方的干扰。该新型周期结构滤波器利用周期谐振结构与双交指结构共同实现的超宽带滤波器，具有的高品质因素、低插入损耗、高集成度、大功率容量等特点，可以很好地运用到现代毫米波微波通信领域。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种利用周期结构与双交指耦合结构共同实现的超宽带滤波器，本发明设计结构简单，尺寸小，微带结构易集成到射频通信系统中，工作带宽大，双交指结构耦合强度高，更适合应用于现代微波毫米波电路集成中。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

本发明提供一种利用周期结构与双交指耦合结构共同实现的超宽带滤波器，其特征在于，包括介质基板；介质基板的上表面中央设置有耦合传输结构，耦合传输结构关于介质基板短边方向的对折线对称；耦合传输结构包括第一、第二交指结构以及金属贴片、第一至第四传输线，第一传输线、第四传输线分别位于介质基板的两端，第二传输线的一端与第一传输线连接，第三传输线的一端与第四传输线连接，第二传输线的另一端与第一交指结构的一端连接，第三传输线的另一端与第二交指结构的一端连接，第一交指结构的另一端与第二交指结构的另一端通过金属贴片连接；金属贴片包括第一矩形金属片，第一矩形金属片的四个边沿中间分别连接第二至第五矩形金属片，第一交指结构的另一端与第二交指结构的另一端分别通过第二和第四矩形金属片与第一矩形金属片的一对对边连接；介质基板的下表面设置有一层方环形金属镀层，方环形金属镀层的外边延伸至介质基板的边沿；沿介质基板的短边方向，在方环形金属镀层上对称设置三组第一矩形孔；方环形金属镀层的中央还设置有关于介质基板下表面的中心对称的鱼骨型周期慢波结构；在鱼骨型周期慢波结构上，沿介质基板的短边方向，在短边方向的对折线上设置第二矩形孔，在短边方向的对折线两侧设置三组第三矩形孔。

作为本发明的进一步优化方案，鱼骨型周期慢波结构由两种大小不同的周期性矩形贴片组合而成。

作为本发明的进一步优化方案，三组第三矩形孔与对折线之间的距离分别为0.5-0.7mm、0.6mm-0.9mm、0.9-1.2mm。

作为本发明的进一步优化方案，鱼骨型周期慢波结构与方环形金属镀层之间的距离为0.2-0.4mm。

作为本发明的进一步优化方案，第一、第二、第三矩形孔的长边均与介质基板的短边平行。

作为本发明的进一步优化方案，三组第一矩形孔与对折线之间的距离分别为7.6-8mm、8-8.6mm、8.6mm-9.4mm。

作为本发明的进一步优化方案，第一、第二交指结构均为5-9指。

作为本发明的进一步优化方案，第二、第三矩形孔的尺寸相同。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：本发明中的双交指结构耦合强度高，鱼骨型慢波结构配合蚀刻周期性渐变金属方孔抑制带内谐波，增强滤波器的抗干扰能力，相比普通超宽带滤波器耦合强度高，抗干扰性强；本发明滤波器的相对带宽FBW达到了106%，更适合应用于现代微波毫米波电路集成中；本发明中，交指强耦合结构配合使用鱼骨型慢波结构以及蚀刻周期性渐变金属方孔结构对交指指间缝隙距离的要求减小，降低了加工难度；本发明滤波器设计结构简单、尺寸小、整体性能好、耦合紧密、抗干扰能力强，成本低、微带结构易集成到射频通信系统中、工作带宽大，非常适合现代无线微波通信领域。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。