[发明专利]一种具有双陷波特性的小型化超宽带滤波器

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体是一种具有双陷波特性，能够抑制无线局域网(WLAN)干扰信号和卫星通信干扰信号的紧凑型超宽带滤波器。

背景技术

随着无线通信技术的迅速发展，人们对信息系统的需求不断提升，超宽带(UWB)技术作为一种新的无线通信技术应运而生。2002年，美国联邦通信委员会(FCC)正式通过超宽带技术的商业许可，释放了3.1GHz到10.6GHz的通信频段，超宽带技术走向民用。与其他通信技术相比，超宽带技术具有成本低，功耗小，数据传输快，安全性高等优点，成为目前通信领域的一个研究热点。超宽带滤波器是超宽带通信系统的核心部件之一，其性能好坏直接影响了整个系统的质量。然而，在多种通信系统并存的情况下，FCC所定义的超宽带频段内也覆盖了其他无线通信系统的频段，如5.8GHz的无线局域网(WLAN)频段，8.0GHz的卫星通信频段等。为了避免系统间相互干扰，保证超宽带系统正常运行，有必要设计一种具有陷波特性的小型化超宽带滤波器。

目前在超宽带滤波器上实现陷波特性的主要设计方法包括：1.加载开路枝节结构，需要在原有的滤波器上加载一节或多节长度为所需陷波频率的四分之一波长开路枝节线，这种方法简单易操作，但加工技术要求高，且反射损耗比较严重；2.非对称输入/输出结构，不对称输入/输出耦合线可以引入传输零点，进而引入陷波，但结构单一，且对陷波位置的控制自由度较小，并非是一种普遍的设计方法；3.耦合陷波谐振器结构，相比前两种引入陷波的方法，这种方法更容易控制陷波的位置以及陷波深度，但也增加了滤波器的尺寸。因此设计一种结构紧凑，性能优良，能有效控制陷波频率的超宽带滤波器仍是当前难题。

发明内容

针对以上技术的不足，提出了一种方法。本发明的技术方案如下：一种具有双陷波特性的小型化超宽带滤波器，包括输入端口、输出端口、介质基板及设置于介质基板底部的底层金属接地板，其还包括设置于所述介质基板上部的上层微带结构，其中：

所述的上层微带结构包括：第一均匀传输线单元、第二均匀传输线单元、第一平行耦合馈线、第二平行耦合馈线、阶梯阻抗谐振器、加载的T型枝节、第一带阻单元和第二带阻单元；所述的第一均匀传输线单元、第二均匀传输线单元分别位于介质基板上层的左右两端且处于同一水平线上，所述输入端口和第一均匀传输线单元相连接，输出端口和第二均匀传输线单元相连接；所述加载的T型枝节包括均匀传输线，均匀传输线上端与传输线的中间位置相接，均匀传输线下端加载于阶梯阻抗谐振器的中间位置；所述第一带阻单元包括第一开环梯阻抗传输线、第二短路枝节和实现短路第一金属化通孔来实现，第二带阻单元包括第二开环阶梯阻抗传输线和第二短路枝节和实现短路的第二金属化通孔，第一带阻单元以缝隙耦合的方式与第一平行耦合馈线相接，第二带阻单元以缝隙耦合的方式与第二平行耦合馈线相接。

进一步的，所述第一平行耦合馈线设置于介质基板上，其截面为右边开口的矩形，第一平行耦合馈线的非开口端与第一均匀传输线单元相接，开口端以缝隙耦合的方式与T型枝节的传输线相接；第二平行耦合馈线的截面为左边开口的矩形，并与第一平行耦合馈线的开口端相向平行设置，第二平行耦合馈线非开口端与第二均匀传输线单元相接，开口端以缝隙耦合的方式与T型枝节的传输线相接。

进一步的，所述的底层金属接地板结构包括：第一缺陷单元、第二缺陷单元、第一金属化通孔、第二金属化通孔和接地金属单元；所述第一缺陷单元、第二缺陷单元是接地金属单元上通过刻蚀液腐蚀而成的刻蚀结构，从而形成空气单元，用于介质基板接触空气；第一缺陷单元位于第一平行耦合馈线正下方、第二缺陷单元位于第二平行耦合馈线正下方；所述第一金属化通孔、第二金属化通孔，均作为导体连接上层微带结构和底层金属接地板；输入端口和输出端口分别与接地金属单元相连。

进一步的，所述阶梯阻抗谐振器包括三段传输线，中间为高阻抗传输线，两边为四分之一波长低阻抗传输线，所述阶梯阻抗谐振器的中心频率6.85GHz，两边的低阻抗传输线分别位于第一平行耦合馈线和第二平行耦合馈线平行线中间，并以缝隙耦合方式相连接。

进一步的，所述第一带阻单元、第二带阻单元的谐振频率为所需阻带的中心频率，且第一带阻单元、第二带阻单元通过缝隙耦合方式产生陷波特性。