[发明专利]一种超宽带滤波器

说明书

本发明涉及一种超宽带滤波器。该超宽带滤波器包括由上至下依次设置的金属微带、夹层介质基板和金属地层，金属微带包括金属板以及设置在金属板上的金属微带结构，金属微带结构关于对称面呈左右镜像对称，第一端口连接线连接外部设备，外部设备发送的能量通过第一端口连接线传输至第一U形蜿蜒节，能量经第一U形蜿蜒节高频滤波后传输至第一加载枝节，经第一加载枝节选择后传输至输入耦合段，经输入耦合段耦合后依次传输至六模谐振器、输出耦合段、第二加载枝节、第二U形蜿蜒节、第二端口连接线。本发明具有超宽带宽、高选择性和高阻带抑制性。

技术领域

本发明涉及滤波器设计领域，特别是涉及一种超宽带滤波器。

背景技术

随着现代通信系统的迅猛发展，宽带化、高速化成为其主要的发展趋势。由此宽带甚至超宽带通信技术而生。超宽带通信系统由于其传输速率高、抗干扰能力强、功耗低等优点而吸引了众多研究关注，而超宽带带通滤波器作为其关键器件，也成为了研究的重点和热点。据美国联邦通信委(FCC)规定，超宽带滤波器指的是相对带宽大于20％的滤波器。已有多种超宽带滤波器的设计方法被提出，例如通过级联高通与低通滤波器可得到超宽带滤波器，但是这种方式的物理尺寸庞大，不利于小型化；加载短路枝节线是设计超宽带滤波器的又一成熟方法，但是其通带带宽的展宽与带外性能的改善仅可依靠增加短路枝节阶数来完成，结构可控性差。同时，短路枝节中短路通孔的制造也提升了加工的难度；此外，使用加载枝节的多模谐振器是近年来相关设计的主要手段。同样地，由于常需使用短路通孔，也为制造工艺的简化带来压力。

以上多种方法设计所得的超宽带滤波器具有一典型通病，即难以同时兼顾超宽带宽、高选择性和高带外抑制，这一问题也成为目前超宽带滤波器在高标准通信系统的应用瓶颈。为改善以上的带外性能，一些研究方法被提出：在专利“一种基于DGS结构的谐波抑制超宽带滤波器”，通过引入缺陷地结构(DGS)即在金属地层刻蚀图案从而在阻带中产生了多路传输零点，进而提高选择性的同时也改善了带外抑制，但这种方式需要破坏地层结构，同时也不利于简化加工；在专利“一种具有宽阻带和高选择性的超宽带带通滤波器结构”中，使用了多种紧凑微带谐振单元进行高选择性的超宽带滤波器设计，但结构较为复杂，且需要制造多个短路通孔，同样不利于简化加工。此外，值得注意的是，虽然采用了不同方法对带外性能进行了改善，所得超宽带滤波器的阻带抑制水平仍是差强人意，仅为20-30dB，与高性能系统要求仍存在一定距离。

因而，如何设计出具有高选择性和高带外抑制的超宽带滤波器成为相关设计仍未能突破的技术难点。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种超宽带滤波器。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种超宽带滤波器，包括由上至下依次设置的金属微带、夹层介质基板和金属地层，所述金属微带包括金属板以及设置在所述金属板上的金属微带结构，所述金属微带结构关于对称面呈左右镜像对称，所述金属微带结构包括第一端口连接线、第二端口连接线、第一U形蜿蜒节、第二U形蜿蜒节、第一加载枝节、第二加载枝节、输入耦合段、输出耦合段和六模谐振器；

所述第一端口连接线连接外部设备，所述外部设备发送的能量通过所述第一端口连接线传输至所述第一U形蜿蜒节，所述能量经所述第一U形蜿蜒节高频滤波后传输至所述第一加载枝节，经所述第一加载枝节选择后传输至所述输入耦合段，经所述输入耦合段耦合后依次传输至所述六模谐振器、所述输出耦合段、所述第二加载枝节、所述第二U形蜿蜒节以及所述第二端口连接线。

可选地，所述六模谐振器自身结构关于对称面呈现左右镜像对称，所述六模谐振器包括依次排列的四分之一波长高阻抗线、二分之一波长低阻抗线和四份之一高阻抗线。

可选地，所述第一加载枝节和所述第二加载枝节均为四分之一波长阶梯阻抗谐振器。

可选地，所述金属微带和所述金属地层采用沉金金属。

可选地，所述金属微带和所述金属地层厚度均为0.004mm。