一种具有可调陷波的超宽带带通滤波器及应用制造技术

本发明专利技术涉及一种具有可调陷波的超宽带带通滤波器及应用，包括一个大扇形开路枝节、第一小扇形开路枝节、第二小扇形开路枝节、两个矩形缺陷地结构、四个螺旋形缺陷地结构谐振器以及第一平行耦合线和第二平行耦合线。加载的两对共四个螺旋形缺陷地结构谐振器，每个螺旋形缺陷地结构谐振器内部嵌入一个变容二极管，并且同样每对螺旋形缺陷地结构谐振器各设置一个独立的直流电压源进行独立调节。本发明专利技术可在通带内大约2.8GHz~7GHz的一个大范围内实现陷波阻带位置的连续调节且陷波深度均能保证在‑10dB以下，可以根据现场干扰情况，灵活调节来抑制干扰严重的窄带通信频带，能够满足各种不同的应用场景需求。

An ultra wide band band-pass filter with adjustable notch and its application

【技术实现步骤摘要】
一种具有可调陷波的超宽带带通滤波器及应用
本专利技术属于微波毫米波
，本专利技术涉及一种具有可调陷波的超宽带带通滤波器及应用。
技术介绍
美国联邦通讯委员会(FCC)早在2002年就已免费开放了3.1GHz~10.6GHz这一7.5GHz的宝贵频段作为商用。超宽带（UWB）滤波器在超宽带系统中发挥着至关重要的作用。3.1GHz~10.6GHz的UWB频段内还存在一些现有的其它窄带通信系统，包括无线局域网WLAN(5.15~5.35GHz及5.725~5.85GHz)、X波段卫星通信系统(7.25~7.75GHz及7.9~8.395GHz)、全球微波互联接入系统Wimax(3.4~3.6GHz)、RFID(5.8GHz)等。为了适应多种不同的应用环境，国内外对于陷波可调的研究也在不断的进行探索与尝试，也提出了多种不同的实现方案。包括在滤波器与微带线谐振器之间加载齐纳二极管的方式，可以实现多个位置处陷波有与无之间的随意切换；通过在微带线谐振器与地之间加载变容二极管(VaractorDiode)的方式实现了陷波位置的可调，在保证陷波阻带内插入损耗大于10dB的前提下，能使陷波的位置在一个大约2GHz的频率范围内实现连续的调节。但是国内外目前的研究中用于实现陷波可调的方式仍然比较局限，并且效果也并不尽如人意，所以亟待探索一些新的方法。当今社会通信技术的发展日新月异，不断地有新的通信系统被开发出来，例如5G通信，它们可能会占用一些新的频段，而即使是现有的一些窄带通信系统也可能会占用一些新的频段。故而在UWB通信系统3.1~10.6GHz的通带内存在的被开发的窄带通信频段并不一定总是固定的，一成不变的，并且当UWB滤波器应用于不同的地方不同的环境时遇到的窄带通信系统的干扰频段也可能各不相同。所以，如果能实现UWB通带内陷波阻带的位置乃至带宽的可调节的话就可有效解决这个问题，就能让UWB带通滤波器适用于多种不同的应用环境了。而可调滤波器作为射频前端的重要部件，具有很大的应用市场和广阔的应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对目前的陷波可调方式局限、效果又不尽人意的问题，提出了一种具有可调陷波的超宽带带通滤波器，实现陷波位置在一个较大的范围内可调。本专利技术采用的技术方案是：一种具有可调陷波的超宽带带通滤波器，包括上层微带结构、中间层介质基板和下层接地金属，所述上层微带结构附着在中间层介质基板的上表面，所述下层接地金属附着在中间层介质基板的下表面，所述上层微带结构中可调滤波器的第一端口和第二端口分位于介质基板的上层，分别位于介质基板的两侧，第一微带线和第二微带线分别与对应的第一端口和第二端口连接，且第一微带线与第二微带线位于同一水平线上；所述第一端口通过第一微带线与第一平行耦合线的位于上下部的耦合线的一端连接，所述第一平行耦合线的位于中部的耦合线的另一端与第三微带线一端连接；所述第二端口通过第二微带线与第二平行耦合线的位于上下部的耦合线的一端连接，所述第二平行耦合线的位于中部的耦合线的另一端与第四微带线一端连接；所述第三微带线的另一端和第四微带线的另一端分别与大扇形开路枝节两端连接，通过平行耦合实现滤波；在第一平行耦合线和第二平行耦合线的正下方分别设置有一个矩形缺陷地结构，用于增强第一平行耦合线和第二平行耦合线的输入输出端的耦合，所述2个矩形缺陷地结构均刻蚀在接地金属层上；在第一微带线、第二微带线、第三微带线和第四微带线的正下方分别设置有一个螺旋形缺陷地结构谐振器，且4个螺旋形缺陷地结构谐振器均刻蚀在接地金属层上，位于所述第一微带线正下方的螺旋形缺陷地结构谐振器和位于所述第二微带线正下方的螺旋形缺陷地结构谐振器分别通过电源线与第一直流电源连接，位于所述第三微带线正下方的螺旋形缺陷地结构谐振器与所述第四微带线正下方的螺旋形缺陷地结构谐振器分别通过电源线与第二直流电源连接；在每个螺旋形缺陷地结构谐振器的第一狭缝内部均加载有可调元件，通过调节可调元件的反向电压实现陷波阻带位置的连续调节。优选的，在四个螺旋形缺陷地结构谐振器的第一狭缝内部均加载有变容二极管，在每个螺旋形缺陷地结构谐振器的第二狭缝内部均加载有隔直电容，所述隔直电容用于将地面与直流电源隔离，所述隔直电容采用的是贴片电容，其电容值可选为100nF。优选的，在变容二极管与隔直电容之间设置有压焊块，所述压焊块用于焊接变容二极管、隔直电容以及电源线，所述变容二极管的型号为MA46H120。优选的，所述大扇形开路枝节两端还设置有第一小扇形开路枝节和第二小扇形开路枝节，所述第一小扇形开路枝节连接在第三微带线上，所述第二小扇形开路枝节连接在第四微带线上；所述大扇形开路枝节上的扇形结构的半径R1=4.1mm，其张角为52°，所述第一小扇形开路枝节和第二小扇形开路枝节上的扇形结构的半径均为R2=1.12，其张角为53°。优选的，所述第一微带线正下方的螺旋形缺陷地结构谐振器的设置方向与所述第二微带线正下方的螺旋形缺陷地结构谐振器的设置方向相互对称，所述第三微带线正下方的螺旋形缺陷地结构谐振器的设置方向与所述第四微带线正下方的螺旋形缺陷地结构谐振器的设置方向相互对称。优选的，所述第一直流电源和所述第二直流电源与螺旋形缺陷地结构谐振器连接之间串联有电阻元件和电感元件，所述电阻元件加载到螺旋形缺陷地结构谐振器旁边，所述电阻元件的面积S=0.25mm2，所述电感元件加载在远离螺旋形缺陷地结构谐振器的凹槽内；所述电感元件均包括寄生电阻和电感，所述电感元件的型号为Coilcrafl0603CS82N，其电感值为200nH，所述电阻元件为贴片电阻。优选的，所述第一微带线、第二微带线、第三微带线和第四微带线的长度均为L1=3.5mm，其宽度为W1=1.38mm，所述第一平行耦合线和第二平行耦合线均包括3根传输线，且每根传输线的长度均为L2=6.5mm，其宽度为W2=0.2mm，所述2个矩形缺陷地结构的长度均为L3=6.4mm，其宽度为W3=1.1mm。优选的，所述第一狭缝宽度大于变容二极管的宽度，所述第一狭缝高度与变容二极管高度相同，具体为，所述第一狭缝宽度为W4=0.4mm，所述变容二极管的宽度为W5=0.3mm，其高度均为H1=0.3mm；所述介质基板的型号为RogersRT/duroid5880，所述介质基板的厚度为H2=1mm，其相对介电常数为2.2。一种具有可调陷波的超宽带带通滤波器在超短波电台中的应用，其调节动态范围大、抗干扰性强，通信距离远。一种具有可调陷波的超宽带带通滤波器在广播电视网无线系统中的应用。与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果：本专利技术中两组（4个）相同的螺旋形缺陷地结构谐振器的第一狭缝内部各加载1个变容二极管，通过调节变容二极管的反向电压能够实现陷波阻带位置的连续调节，并在每个螺旋形缺陷地结构谐振器的第二狭缝内部加载一个隔直电容，将地面与直流电源进行隔离，然后还在变容二极管与隔直电容之间设置一个压焊块（patch），用于焊接变容二极管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有可调陷波的超宽带带通滤波器，其特征在于，包括/n上层微带结构、中间层介质基板和下层接地金属，所述上层微带结构附着在中间层介质基板的上表面，所述下层接地金属附着在中间层介质基板的下表面，/n所述上层微带结构中可调滤波器的第一端口和第二端口分位于介质基板的上层，分别位于介质基板的两侧，第一微带线和第二微带线分别与对应的第一端口和第二端口连接，且第一微带线与第二微带线位于同一水平线上；所述第一端口通过第一微带线与第一平行耦合线的位于上下部的耦合线的一端连接，所述第一平行耦合线的位于中部的耦合线的另一端与第三微带线一端连接；所述第二端口通过第二微带线与第二平行耦合线的位于上下部的耦合线的一端连接，所述第二平行耦合线的位于中部的耦合线的另一端与第四微带线一端连接；所述第三微带线的另一端和第四微带线的另一端分别与大扇形开路枝节两端连接，通过平行耦合实现滤波；/n在第一平行耦合线和第二平行耦合线的正下方分别设置有一个矩形缺陷地结构，用于增强第一平行耦合线和第二平行耦合线的输入输出端的耦合，2个矩形缺陷地结构均刻蚀在接地金属层上；/n在第一微带线、第二微带线、第三微带线和第四微带线的正下方分别设置有一个螺旋形缺陷地结构谐振器，且4个螺旋形缺陷地结构谐振器均刻蚀在接地金属层上，位于所述第一微带线正下方的螺旋形缺陷地结构谐振器和位于所述第二微带线正下方的螺旋形缺陷地结构谐振器分别通过电源线与第一直流电源连接，位于所述第三微带线正下方的螺旋形缺陷地结构谐振器与所述第四微带线正下方的螺旋形缺陷地结构谐振器分别通过电源线与第二直流电源连接；/n在每个螺旋形缺陷地结构谐振器的第一狭缝内部均加载有可调元件，通过调节可调元件的反向电压实现陷波阻带位置的连续调节。/n...

【技术特征摘要】
1.一种具有可调陷波的超宽带带通滤波器，其特征在于，包括
上层微带结构、中间层介质基板和下层接地金属，所述上层微带结构附着在中间层介质基板的上表面，所述下层接地金属附着在中间层介质基板的下表面，
所述上层微带结构中可调滤波器的第一端口和第二端口分位于介质基板的上层，分别位于介质基板的两侧，第一微带线和第二微带线分别与对应的第一端口和第二端口连接，且第一微带线与第二微带线位于同一水平线上；所述第一端口通过第一微带线与第一平行耦合线的位于上下部的耦合线的一端连接，所述第一平行耦合线的位于中部的耦合线的另一端与第三微带线一端连接；所述第二端口通过第二微带线与第二平行耦合线的位于上下部的耦合线的一端连接，所述第二平行耦合线的位于中部的耦合线的另一端与第四微带线一端连接；所述第三微带线的另一端和第四微带线的另一端分别与大扇形开路枝节两端连接，通过平行耦合实现滤波；
在第一平行耦合线和第二平行耦合线的正下方分别设置有一个矩形缺陷地结构，用于增强第一平行耦合线和第二平行耦合线的输入输出端的耦合，2个矩形缺陷地结构均刻蚀在接地金属层上；
在第一微带线、第二微带线、第三微带线和第四微带线的正下方分别设置有一个螺旋形缺陷地结构谐振器，且4个螺旋形缺陷地结构谐振器均刻蚀在接地金属层上，位于所述第一微带线正下方的螺旋形缺陷地结构谐振器和位于所述第二微带线正下方的螺旋形缺陷地结构谐振器分别通过电源线与第一直流电源连接，位于所述第三微带线正下方的螺旋形缺陷地结构谐振器与所述第四微带线正下方的螺旋形缺陷地结构谐振器分别通过电源线与第二直流电源连接；
在每个螺旋形缺陷地结构谐振器的第一狭缝内部均加载有可调元件，通过调节可调元件的反向电压实现陷波阻带位置的连续调节。


2.根据权利要求1所述的具有可调陷波的超宽带带通滤波器，其特征在于，在内个螺旋形缺陷地结构谐振器的第一狭缝内部均加载有变容二极管，在每个螺旋形缺陷地结构谐振器的第二狭缝内部均加载有隔直电容，所述隔直电容用于将地面与直流电源隔离，所述隔直电容采用的是贴片电容，其电容值可选为100nF。


3.根据权利要求2所述的具有可调陷波的超宽带带通滤波器，其特征在于，在变容二极管与隔直电容之间设置有压焊块，所述压焊块用于焊接变容二极管、隔直电容以及电源线，所述变容二极管的型号为MA46H120。


4.根据权利要求1所述的具有可调陷波的超宽带带通滤波器，其特征在于，所述大扇形开路枝节两端还设置有第一小扇形开路枝节...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾志斌，白磊，庄奕琪，叶川，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61