一种新型限带可调超宽带带通滤波器制造技术

本发明专利技术公开了一种新型限带可调超宽带带通滤波器。该滤波器利用多模谐振器的固有零点在超宽带带通滤波器中形成限带，将阶跃阻抗谐振结构与枝节加载谐振结构结合，形成新型的T型多模谐振器，在阶跃阻抗谐振结构的阻抗变换处并联电容，增加谐振模式个数，并在谐振器终端加载变容管，利用变容管调节带内零点位置形成可调限带特性，主要包括上层微带结构、中间层介质板和下层接地金属，具有结构简单、小型化、特性良好等特点，能克服基于多模谐振器设计的滤波器选择性不足的缺点，实现良好的选择性和谐波抑制效果，且易于实现电路集成和系统封装。

【技术实现步骤摘要】
一种新型限带可调超宽带带通滤波器
本专利技术涉及可调电路理论领域，特别是一种新型限带可调超宽带带通滤波器。
技术介绍
自从美国联邦通信委员会(FCC)于2002年2月1日发放了超宽带(Ultra-wideband,UWB)技术在短距离无线通信领域的应用许可，推动了宽带/超宽带技术的产品市场化进程，使得宽带/超宽带系统及其器件的研究得到了更多的关注。超宽频带(3.1GHz-10.6GHz)覆盖范围非常广，与其他无线服务的范围有重叠(如4.2-4.4GHz的航空无线电导航(ARNS)，5.8GHz的无线区域局域网波段(WLAN)，以及8.5-10.68GHz的国际电信联盟的雷达频段(ITU)。这些无线服务频段可能会干扰到超宽频信号，从而造成信号失真和灵敏度下降。为了更好地使用这个频带，利用滤波器遏制这些干扰是必不可少的。解决这个问题的一个有效的解决方案是，在超宽频带通滤波器的通带内部中实现一个陷波的特性，精准滤除不需要的频段。近年来，许多学者都在致力于研究限带可调的超宽带带通滤波器，如文献1(SongK,XueQ.Inductance-LoadedY-ShapedResonatorsandTheirApplicationstoFilters[J].IEEETransactionsonMicrowaveTheory&Techniques,2010,58(4):978-984)以及文献2(XuJ,WuW,KangW,etal.CompactUWBBandpassFilterWithaNotchedBandUsingRadialStubLoadedResonator[J].IEEEMicrowaveandWirelessComponentsLetters,2012,22(7):351-353)中都比较详细地介绍了几种限带可调滤波器的结构，以往设计的限带可调滤波器结构存在的缺点有：(1)带宽调节范围受限；(2)调节过程中，滤波器性能不稳定；(3)变容二极管引入寄生参数，引起不必要的谐振，电源增大了电路体积。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新型限带可调超宽带带通滤波器，从而实现良好的选择性和谐波抑制效果，且易于实现电路集成和系统封装。实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种新型限带可调超宽带带通滤波器，包括上层微带结构，中间层介质板和下层接地金属；上层微带结构附着在中间层介质基板上表面，接地金属附着在中间层介质基板的下表面；该可重构的第一端口和第二端口位于介质基板的上层，所述第一端口位于介质基板一侧，所述第二端口位于介质基板的另外一侧；两条50欧姆的微带线分别与对应的两个端口相连，这两条50欧姆的微带线分别为第一微带线与第二微带线,所述两条微带线相互平行。第一端口通过第一微带线与第一平行耦合线的一端相连，所述第一平行耦合线的另一端与第二平行耦合线相连，第二端口通过第二微带线与所述第二平行耦合线另一端相连；第一平行耦合线和第二平行耦合线的连接处通过第三微带线与第四微带线相连；第一电容接在第四微带线与第三微带线相连的一端，第一电容另一端接地；第二电容接在第四微带线与第三微带线相连的一端，第一电容另一端接地；第一变容管接在第四微带线远离第三微带线的一端。第一隔直电容嵌在第一微带线中，第二隔直电容嵌在第二微带线中。所述第一微带线、第二微带线、第一平行耦合线、第二平行耦合线、第三微带线和第四微带线的宽度的取值范围均为0.15～15mm；所述第一平行耦合线和第二平行耦合线的耦合间距取值范围均为0.15～0.6mm。所述第一微带线和第二微带线具有相同的长度l1和宽度w1。所述第一平行耦合线和第二平行耦合线具有相同的耦合间距Δl，且第一平行耦合线和第二平行耦合线具有相同的长度l2和宽度w2。所述第一平行耦合线和第二平行耦合线的长度l2为该可调滤波器中心频率波长的四分之一；所述第一平行耦合线和第二平行耦合线的宽度w2为0.41mm；所述第三传输线的宽度w3为4.48mm；所述第四传输线的宽度w4为0.84mm；所述第一平行耦合线和第二平行耦合线的耦合间距Δl为0.15mm。所述第一隔直电容、第二隔直电容的容值相同，且取值范围均为20pF～150pF；所述第一电容、第二电容的容值相同，且取值范围均为0.5pF～1pF。所述中间层介质板的介电常数取值范围为2～16，介质基板的高度取值范围为0.1～4mm。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1)无需为限带引入额外的谐振器，与通带带宽大小独立，保持通带带宽的恒定性，从而简化超宽带带通滤波器结构，实现小型化；2)一对四分之一平行耦合传输线的引入作为滤波器的馈线部分成功在带外引入两个传输零点，改善基于多模谐振器设计的滤波器选择性不足的缺点，实现了良好的选择性和谐波抑制的效果。下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述。附图说明图1是本专利技术限带可调超宽带带通滤波器的原理图。图2是限带可调超宽带带通滤波器的等效电路图。图3是本专利技术的传输特性和回波损耗曲线图。图4是本专利技术的群延迟特性曲线图。具体实施方式结合附图，本专利技术公开了一种限带可调的超宽带带通滤波器，包括上层微带结构，中间层介质板和下层接地金属；上层微带结构附着在中间层介质基板上表面，接地金属附着在中间层介质基板的下表面；该滤波器的第一端口P1和第二端口P2位于介质基板的上层，所述第一端口位于介质基板一侧，所述第二端口位于介质基板的另外一侧；两条50欧姆的微带线分别与对应的两个端口相连，这两条50欧姆的微带线分别为第一微带线1与第二微带线2，所述两条微带线相互平行；第一端口P1通过第一微带线1与第一平行耦合线3的一端相连，所述第一平行耦合线3的另一端与第二平行耦合线4相连，第二端口P2通过第二微带线2与所述第二平行耦合线4另一端相连；第一平行耦合线3和第二平行耦合线4的连接处通过第三微带线5与第四微带线6相连；第一电容9接在第四微带线6与第三微带线5相连的一端，第一电容9另一端接地；第二电容10接在第四微带线6与第三微带线5相连的一端，第二电容10另一端接地；第一变容管11接在第四微带线远离第三微带线的一端。第一隔直电容7嵌在第一微带线1中，第二隔直电容8嵌在第二微带线2中。两条50欧姆的微带线具有同等的长度和宽度，第一平行耦合线3和第二平行耦合线4具有相同的耦合间距，第一平行耦合线3和第二平行耦合线4具有相同的长度和宽度。第一平行耦合线3，第二平行耦合线4的长度为该可调滤波器中心频率波长的四分之一，所述第一平行耦合线3，第二平行耦合线4，第一传输线1，第二传输线2，第三传输线5，第四传输线6的宽度均为0.15-15mm，所述第一平行耦合线的3和第二平行耦合线4的耦合间距均为0.15～0.6mm。所述第一平行耦合线3，第二平行耦合线4的宽度均为0.41mm，所述第三传输线5的宽度为4.48mm，第四传输线6的宽度为0.84mm，所述第一平行耦合线3、第四平行耦合线4的耦合间距均为0.15mm。两个隔直电容的容值相同均为20pF～150pF，所述第一电容9，第二电容10的容值相同均为0.5pF～1pF。介质基板的介电常数为2～16，介质基板的高度为0.1～4mm。具体而言，所述第一微带线1、第二微带线2、第一平行耦合线3、第二平行耦合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型限带可调超宽带带通滤波器，其特征在于，包括上层微带结构、中间层介质板和下层接地金属；所述上层微带结构附着在所述中间层介质板的上表面，所述下层接地金属附着在所述中间层介质板的下表面；滤波器的第一端口(P1)和第二端口(P2)均位于所述中间层介质板的上层，所述第一端口(P1)位于介质板的一侧，所述第二端口(P2)位于介质板的另一侧；两条50欧姆的微带线分别与对应的两个端口相连，这两条50欧姆的微带线分别为第一微带线(1)与第二微带线(2)，且两条微带线相互平行；第一端口(P1)通过第一微带线(1)与第一平行耦合线(3)的一端相连，所述第一平行耦合线(3)的另一端与第二平行耦合线(4)的一端相连，第二端口(P2)通过第二微带线(2)与所述第二平行耦合线(4)的另一端相连；第一平行耦合线(3)和第二平行耦合线(4)的连接处通过第三微带线(5)与第四微带线(6)相连；第一电容(9)的一端接在第四微带线(6)与第三微带线(5)的相连处，第一电容(9)的另一端接地；第二电容(10)的一端接在第四微带线(6)与第三微带线(5)的相连处，第二电容(10)的另一端接地；第一变容管(11)接在第四微带线上远离第三微带线的一端；第一隔直电容(7)嵌在第一微带线(1)中，第二隔直电容(8)嵌在第二微带线(2)中。...

【技术特征摘要】
1.一种新型限带可调超宽带带通滤波器，其特征在于，包括上层微带结构、中间层介质板和下层接地金属；所述上层微带结构附着在所述中间层介质板的上表面，所述下层接地金属附着在所述中间层介质板的下表面；滤波器的第一端口(P1)和第二端口(P2)均位于所述中间层介质板的上层，所述第一端口(P1)位于介质板的一侧，所述第二端口(P2)位于介质板的另一侧；两条50欧姆的微带线分别与对应的两个端口相连，这两条50欧姆的微带线分别为第一微带线(1)与第二微带线(2)，且两条微带线相互平行；第一端口(P1)通过第一微带线(1)与第一平行耦合线(3)的一端相连，所述第一平行耦合线(3)的另一端与第二平行耦合线(4)的一端相连，第二端口(P2)通过第二微带线(2)与所述第二平行耦合线(4)的另一端相连；第一平行耦合线(3)和第二平行耦合线(4)的连接处通过第三微带线(5)与第四微带线(6)相连；第一电容(9)的一端接在第四微带线(6)与第三微带线(5)的相连处，第一电容(9)的另一端接地；第二电容(10)的一端接在第四微带线(6)与第三微带线(5)的相连处，第二电容(10)的另一端接地；第一变容管(11)接在第四微带线上远离第三微带线的一端；第一隔直电容(7)嵌在第一微带线(1)中，第二隔直电容(8)嵌在第二微带线(2)中。2.根据权利要求1所述的新型限带可调超宽带带通滤波器，其特征在于，所述第一微带线(1)、第二微带线(2)、第一平行耦合线(3)、第二平行耦合线(4)、第三微带线(5)和第四...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯文杰，商玉霞，车文荃，杨琬琛，尹蕊，赵宇，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32