一种基于镜像开路阶梯阻抗谐振器的超宽带带通滤波器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于镜像开路阶梯阻抗谐振器的超宽带带通滤波器，用于射频、微波系统领域。它包含一个带缺陷地的平行二线耦合结构组成的输入线、一个由带缺陷地的平行二线耦合结构组成的输出线和一个镜像开路阶梯阻抗谐振器。所述输入线和所述输出线均由带缺陷地结构的两条平行耦合微带线结构构成，所述缺陷地结构由两个对称矩形槽组成，所述镜像开路阶梯阻抗谐振器由一个普通的半波长谐振器通过加载镜像开路的阶梯阻抗枝节组成。本超宽带带通滤波器采用缺陷地结构来实现电路的谐波抑制作用，通过枝节加载镜像开路阶梯阻抗谐振器使得传输零点的位置容易调节，从而实现优良的通带选择性，且没有不良的耦合。

An ultra wide band-pass filter based on image open circuit stepped impedance resonator

【技术实现步骤摘要】
一种基于镜像开路阶梯阻抗谐振器的超宽带带通滤波器
本专利技术属于射频、微波系统领域，特别是涉及一种基于镜像开路阶梯阻抗谐振器的带通滤波器，具有超宽带宽和优良的通带选择性。
技术介绍
传统宽带滤波器的研究已经比较成熟，但大多仍以窄带滤波器的设计理论为基础，因而公式较冗繁，且带宽较窄，不太适用于现代宽带滤波器的设计。目前，现代宽带滤波器的设计可归纳为两方面，一方面是对宽带滤波器的传统结构进行改进，对传统设计公式进行简化，使设计变得简便可行，并在一定程度上扩展滤波器的通带带宽及阻带带宽；另一方面是不断提出宽带滤波器的新结构、新形式，以期从根本上解决带宽问题，得到性能良好符合要求的宽带及超宽带微波滤波器。例如ZhuL.等人于2005年提出了将一个三模阶梯阻抗谐振器结构用于超宽带滤波器设计。由于这种基于多模谐振器的设计方法，实现结构简单而且通带特性良好，引起了很多学者进行了大量扩展性研究，提出了很多改进型谐振器结构运用于超宽带滤波器设计。虽然这些超宽带滤波器可以满足美国联邦通信委员会(FCC)对于超宽带滤波器在通带特性方面的要求，但在低频边带的衰减速度比较缓慢，而且高频端阻带抑制特性也有待改善。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种采用具有缺陷地结构平行耦合结构来改善耦合间隙的问题，同时采用枝节加载镜像开路阶梯阻抗谐振器来控制位于较低和较高通带边缘的传输零点，以实现优良的通带选择性。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：基于镜像开路阶梯阻抗谐振器的超宽带带通滤波器包含一个带缺陷地的平行二线耦合结构组成的输入线、一个由带缺陷地的平行二线耦合结构组成的输出线和一个镜像开路阶梯阻抗谐振器。所述输入线和所述输出线均由带缺陷地结构的两条平行耦合微带线结构构成，所述缺陷地结构由两个对称矩形槽组成，所述两个对称矩形槽分别位于所述输入线/输出线的所述平行耦合结构的下方基板接地端。所述镜像开路阶梯阻抗谐振器由一个普通的半波长谐振器通过加载镜像开路的阶梯阻抗枝节组成，所述半波长谐振器、所述枝节在垂直方向上具有相同的对称面。所述输入线位于所述镜像开路阶梯阻抗谐振器的左侧，所述输出线位于所述镜像开路阶梯阻抗谐振器的右侧，两个端口均是阻抗为50欧姆的微带线，所述两个端口分别位于所述超宽带带通滤波器的左侧和右侧，左侧所述端口和位于所述输入线底部的所述平行耦合微带线相连，右侧所述端口和位于所述输出线底部的所述平行耦合微带线相连，信号从左侧端口输入，依次经过所述输入线、所述镜像开路阶梯阻抗谐振器和所述输出线后，从右侧端口输出。所述输入线和所述输出线的平行耦合微带线之间的所述间隙可以影响超宽带带通滤波器的相对带宽，所述缺陷地结构可以增加滤波器的带外抑制性，提高电路的阻抗特性，所述镜像开路阶梯阻抗谐振器决定位于较低和较高通带边缘的传输零点所在的频率。本专利技术的有益效果是，由于采用缺陷地结构，进而影响电路的分布电感、电容来实现电路的谐波抑制作用，通过枝节加载了镜像开路阶梯阻抗谐振器使得传输零点的位置容易调节，从而实现优良的通带选择性，且没有不良的耦合。附图说明图1为基于镜像开路阶梯阻抗谐振器的超宽带带通滤波器的正面结构示意图，图2为基于镜像开路阶梯阻抗谐振器的超宽带带通滤波器的反面结构示意图。图3为基于镜像开路阶梯阻抗谐振器的超宽带带通滤波器版图的正面，图4为基于镜像开路阶梯阻抗谐振器的超宽带带通滤波器版图的反面。图5为基于镜像开路阶梯阻抗谐振器的超宽带带通滤波器的参数S11、S21仿真图。图中：1和7为端口，2为输入线，3和8为缺陷地，4为半波长谐振器，5和6为阶梯阻抗枝节，9为输出线、10和11为耦合微带线，12为间隙。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术作进一步的说明。在图1中，端口1位于滤波器的左端，端口7位于滤波器的右端；输入线2由两条平行耦合微带线10、11组成；间隙12位于耦合微带线10和耦合微带线11之间；9为输出线，输入线2和输出线9沿对称面左右对称；缺陷地3位于输入线2的下方基板接地端；缺陷地8位于输出线9的下方基板接地端；4为半波长谐振器；5和6为阶梯阻抗枝节；半波长谐振器4、阶梯阻抗枝节5和6均沿对称面左右对称放置；信号由端口1输入，经过输入线2进入加载阶梯阻抗枝节的谐振器4，再经过输出线9，从端口7输出。在图2中，缺陷地3和缺陷地8是两个沿对称面左右对称的矩形槽。需要指出的是引入缺陷地结构使得滤波器的带宽由5.6GHz变为了6.1GHz，可见缺陷地结构对滤波器的带宽有明显影响。图3为基于镜像开路阶梯阻抗谐振器的超宽带带通滤波器版图的正面，输入端口1和输出端口7都为50欧姆微带线；输入线2由两条平行耦合微带线10、11组成，耦合微带线10和耦合微带线11的长度都为4.1mm，宽度都为0.2mm，耦合微带线10和耦合微带线11之间的间隙12为0.1mm；半波长谐振器4的长度为8.9mm，宽度为0.2mm；阶梯阻抗枝节5的长度为6.7mm，宽度为0.4mm；阶梯阻抗枝节6的长度为1mm，宽度为0.9mm；输入线2和输出线9沿对称面左右对称；信号由端口1输入，经过输入线2进入加载阶梯阻抗枝节的谐振器4，再经过输出线9，从端口7输出。制作带通滤波器的印制板的介电常数为10.2，板材厚度为0.635mm，铜箔厚度为0.035mm。图4为基于镜像开路阶梯阻抗谐振器的超宽带带通滤波器版图的反面，缺陷地3位于输入线2的下方基板接地端；缺陷地8位于输出线9的下方基板接地端；缺陷地3和缺陷地8是两个沿对称面左右对称的矩形槽；缺陷地3和缺陷地8的长度都为4.1mm，宽度都为1mm。参考图5，带通滤波器的通带为3.7GHz到9.8GHz，中心频率为6.75GHz，在两个传输零点所对应的频率3.57GHz和10.49GHz附近有超过35dB的优良带外抑制，滤波器的回波损耗低于-10dB。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于镜像开路阶梯阻抗谐振器的超宽带带通滤波器，包括由带缺陷地的平行二线耦合结构组成的输入线、由带缺陷地的平行二线耦合结构组成的输出线和一个镜像开路阶梯阻梯谐振器，其特征是，所述输入线位于所述镜像开路阶梯阻梯谐振器的左侧，所述输出线位于所述镜像开路阶梯阻梯谐振器的右侧，所述输入线和所述输出线沿所述镜像开路阶梯阻梯谐振器的纵向对称面左右对称放置，两个端口分别位于所述超宽带带通滤波器的左侧和右侧，输入信号从左侧端口输入，依次经过所述输入线、所述镜像开路阶梯阻梯谐振器和所述输出线后，从右侧端口输出。/n

【技术特征摘要】
20181017 CN 20181120603361.一种基于镜像开路阶梯阻抗谐振器的超宽带带通滤波器，包括由带缺陷地的平行二线耦合结构组成的输入线、由带缺陷地的平行二线耦合结构组成的输出线和一个镜像开路阶梯阻梯谐振器，其特征是，所述输入线位于所述镜像开路阶梯阻梯谐振器的左侧，所述输出线位于所述镜像开路阶梯阻梯谐振器的右侧，所述输入线和所述输出线沿所述镜像开路阶梯阻梯谐振器的纵向对称面左右对称放置，两个端口分别位于所述超宽带带通滤波器的左侧和右侧，输入信号从左侧端口输入，依次经过所述输入线、所述镜像开路阶梯阻梯谐振器和所述输出线后，从右侧端口输出。


2.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘芬，姬五胜，李雅静，
申请(专利权)人：天津职业技术师范大学中国职业培训指导教师进修中心，
类型：发明
国别省市：天津;12