基于sir結(jié)構(gòu)的三通帶微帶濾波器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明是關(guān)于應(yīng)用于微波通信的微帶濾波器，具體涉及一種平面微帶結(jié)構(gòu)的緊湊 型三通帶濾波器。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，無(wú)線通信終端市場(chǎng)的牽引使得無(wú)線通信系統(tǒng)的發(fā)展十分迅速。為了適應(yīng) 這種快速的發(fā)展，人們也在不斷地提出新的通訊標(biāo)準(zhǔn)和開(kāi)發(fā)新的技術(shù)，例如從早期的GSM、 CDMA、WCDMA到現(xiàn)在的TD-SCDMA、WLAN、WiMAX等。IEEE802.Ila工作中心頻率為 5. 2GHz， IEEE802.Ilb工作中心頻率為2. 4GHz，二者構(gòu)成了無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN);而IEEE802. 16工作 中心頻率為3. 5GHz，其構(gòu)成了WiMX通信系統(tǒng)。由于WLAN和WiMX設(shè)備具有傳輸速度快、 安裝方便、價(jià)格相對(duì)較低、隨時(shí)隨地可接入等優(yōu)點(diǎn)，它們已經(jīng)占領(lǐng)了越來(lái)越多的通信市場(chǎng)份 額。所以，如何合理的利用頻率資源，同時(shí)兼容好現(xiàn)階段的各種通信頻段資源是無(wú)線通信發(fā) 展的一個(gè)關(guān)鍵。
[0003] 多通帶濾波器可以根據(jù)通信系統(tǒng)要求同時(shí)工作于多個(gè)或者整個(gè)所需要的工作頻 段，主要用于濾除鏡頻干擾、衰減噪聲?；谖ЫY(jié)構(gòu)的多通帶濾波器尺寸小，并且易于與 基站中的射頻前端結(jié)合，非常利于應(yīng)用。因此研究微帶多通帶濾波器的實(shí)現(xiàn)方式和方法就 顯得特別有意義。
[0004] 現(xiàn)階段，三通帶濾波器的實(shí)現(xiàn)方式主要有四種：
[0005] (1)多模法，由于不同諧振頻率的產(chǎn)生，經(jīng)過(guò)多模分割，能夠形成第二、第三通帶， 便實(shí)現(xiàn)了多模的三頻濾波器，該種三通帶濾波器的各通帶帶寬基本都是由相同的端耦合 和諧振器間耦合結(jié)構(gòu)決定，導(dǎo)致各通帶帶寬之間相互關(guān)聯(lián)，因此各通帶的帶寬設(shè)計(jì)范圍有 限；
[0006] (2)多諧振器法，由三種不同諧振頻率的諧振器通過(guò)串聯(lián)、并聯(lián)或者內(nèi)嵌三種不同 的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)三頻濾波器，該種三通帶濾波器能獨(dú)立的調(diào)整各通帶的工作頻率，并且三個(gè) 通帶帶寬等特性可以自由調(diào)節(jié)和設(shè)計(jì)，但是整體尺寸太大；
[0007] (3)SIR高次諧波法，通過(guò)調(diào)節(jié)電長(zhǎng)度和特征阻抗比控制高次諧波的位置來(lái)設(shè)計(jì)多 頻濾波器，但是三個(gè)諧振頻率是相互關(guān)聯(lián)的，頻率和帶寬都難以控制；
[0008] (4)缺陷地結(jié)構(gòu)法，通過(guò)在地面刻蝕三種不同形狀的圖案，相當(dāng)于得到了三個(gè)中心 頻率不同的諧振器，來(lái)得到三通帶濾波器，但是其設(shè)計(jì)復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的，在于克服上述技術(shù)中的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，整體尺寸小，便 于加工，插入損耗小且通帶獨(dú)立可控的微帶三通帶濾波器。
[0010] 本發(fā)明通過(guò)如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。
[0011] -種基于SIR結(jié)構(gòu)的三通帶微帶濾波器，包括介質(zhì)基板、金屬層和電路結(jié)構(gòu)，其特 征在于，所述介質(zhì)基板（1)上面的中間位置左右對(duì)稱(chēng)地設(shè)置有輸入饋線（2)和輸出饋線 (3)，左邊的輸入饋線（2)為形，右邊的輸出饋線（3)為"-r"形，輸入饋線（2)與輸出 饋線⑶的間距為（〇. 65~0. 85)mm;輸入饋線⑵由第1微帶線⑷和第2微帶線（5) 構(gòu)成，第1微帶線⑷的尺寸為（2. 2~2. 8)X(1. 5~2. 5)mm，第2微帶線（5)的尺寸為 (17. 5~18. 5)X(0. 5~1. 0)mm;輸出饋線⑶由第3微帶線（6)和第4微帶線（7)構(gòu)成， 第3微帶線（6)的尺寸為（2. 2~2. 8)X(1. 5~2. 5)mm，第4微帶線（7)的尺寸為（17. 5~ 18. 5)X(0? 5 ~I. 0)mm;
[0012] 在輸入饋線（2)與輸出饋線（3)的上面設(shè)置有第一諧振器（8)，第一諧振器（8)為 "形狀，第一諧振器⑶與兩饋線之間的水平距離為0. 2~0. 4mm;第一諧振器⑶由 中間的高阻抗線和兩端的低阻抗線構(gòu)成，其高阻抗線長(zhǎng)X寬為（27~30)X(0. 25~0. 3)mm，其兩端的低阻抗線的長(zhǎng)X寬分別為（4~6)X(1~2)mm;
[0013]在輸入饋線（2)與輸出饋線（3)的下面設(shè)置有第二諧振器（9)，第二諧振器（9)為 "n"形狀，第二諧振器（9)與兩饋線之間的水平距離為0. 2~0. 4mm;第二諧振器（9)由 中間的高阻抗線和兩端的低阻抗線構(gòu)成，其高阻抗線長(zhǎng)X寬為（17~19)X(0. 25~0. 3) mm，其兩端的低阻抗線的長(zhǎng)X寬分別為（2. 5~3)X(1~2)mm;
[0014] 介質(zhì)基板1的下面設(shè)置有金屬層10。
[0015] 所述的介質(zhì)基板1的介電常數(shù)為2. 2,厚度為0. 508mm。
[0016] 所述的第1微帶線4和第3微帶線6的特征阻抗均為50歐姆。
[0017] 所述的輸入饋線2及輸出饋線3通過(guò)耦合間距對(duì)第一諧振器和第二諧振器進(jìn)行饋 電，饋電方式為平行耦合饋電。
[0018] 所述的金屬層10的厚度為〇? 035mm。
[0019] 本發(fā)明在兩階階躍阻抗諧振器產(chǎn)生雙頻特性的基礎(chǔ)上，通過(guò)并聯(lián)另一個(gè)兩階 階躍阻抗諧振器實(shí)現(xiàn)第三個(gè)通帶，且通過(guò)調(diào)整第一諧振器的電長(zhǎng)度和特征阻抗來(lái)調(diào)節(jié) 2. 4GHz/5. 2GHz處的中心頻率和帶寬，通過(guò)改變第二諧振器的電長(zhǎng)度和特征阻抗來(lái)調(diào)節(jié) 3. 5GHz處的中心頻率和帶寬，使得三個(gè)頻帶同時(shí)滿(mǎn)足WLAN和WiMAX的通信要求。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1為本發(fā)明的三通帶微帶濾波器橫截面示意圖；
[0021] 圖2為本發(fā)明的三通帶微帶濾波器平面電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖3為本發(fā)明具體實(shí)施例的三通帶微帶濾波器仿真的頻率響應(yīng)曲線圖。
[0023] 本發(fā)明附圖標(biāo)記如下：
[0024] 1---介質(zhì)基板 2---輸入饋線
[0025] 3---輸出饋線 4---第1微帶線
[0026] 5---第2微帶線6---第3微帶線
[0027] 7---第4微帶線8---第1諧振器
[0028] 9---第2諧振器10---金屬地板
【具體實(shí)施方式】
[0029] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及有益效果更加清楚，下面結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì) 本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0030] 圖1為本發(fā)明的微帶三通帶濾波器橫截面示意圖。介質(zhì)基板1的介電常數(shù)為2. 2， 厚度為〇. 508mm，介質(zhì)基板下面是接地金屬層10,厚度為0. 035mm。
[0031] 圖2為本發(fā)明的微帶三通帶濾波器平面電路結(jié)構(gòu)示意圖，在介質(zhì)基板1上面的中 間位置左右對(duì)稱(chēng)地設(shè)置有輸入饋線2和輸出饋線3,左邊的輸入饋線2為"r~"形，右邊的 輸出饋線3為:"一|"_開(kāi)多，輸入饋線2與輸出饋線3的間距為0. 8mm;輸入饋線2由第1微帶 線4和第2微帶線5構(gòu)成，第1微帶線4的尺寸為2. 5X2. 0mm，第2微帶線5的尺寸為 17. 67XI.Omm;輸出饋線3由第3微帶線6和第4微帶線7構(gòu)成，第3微帶線6的尺寸為 2. 5X2.Omm,第4微帶線7的尺寸為17. 67XI. 0mm。
[0032] 在輸入饋線2與輸出饋線3的上面設(shè)置有第一諧振器8,第一諧振器8為" ^ "形 狀，第一諧振器8與兩饋線之間的水平距離為0. 2_ ;第一諧振器8由中間的高阻抗線和兩 端的低阻抗線構(gòu)成，其高阻抗線長(zhǎng)X寬為27. 62X0. 28mm，其兩端的低阻抗線的長(zhǎng)X寬分 別為 4. 26XI. 92mm。
[0033] 輸入饋線與輸出饋線既可以作為輸入饋線也可以作為輸出饋線，第1微帶線4和 第3微帶線6均采用特性阻抗為50歐姆的微帶線且為平行耦合饋電。
[0034] 在輸入饋線2與輸出饋線3的下面設(shè)置有第二諧振器9,第二諧振器9為形 狀，第二諧振器9與兩饋線之間的水平距離為0. 3_ ;第二諧振器9由中間的高阻抗線和兩 端的低阻抗線構(gòu)成，其高阻抗線長(zhǎng)X寬為18. 84X0. 28mm，其兩端的低阻抗線的長(zhǎng)X寬分 別為 2. 92X1. 92mm。
[0035] 上述有關(guān)數(shù)值均為本發(fā)明的優(yōu)選數(shù)值，本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例，很多細(xì)節(jié) 的變化是可能的，但這并不因此違背本發(fā)明的范圍和精神。
[0036] 圖3是本發(fā)明具體實(shí)施例的微帶三通帶濾波器仿真的頻率響應(yīng)曲線圖。圖中包 含兩條曲線Sn，S21，曲線S11是反射特性曲線，曲線S21是傳輸特曲線。由圖可知，第一通帶 的中心頻率是2. 4GHz，插入損耗為-0. 17dB，回波損耗為-31. 80dB;第二通帶的中心頻率為 3. 3GHz，插入損耗為-0. 37dB，回波損耗為-23. 81dB;第三通帶的中心頻率為5. 2GHz，插入 損耗為-0. 69dB，回波損耗為-20.OldB。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于SIR結(jié)構(gòu)的三通帶微帶濾波器，包括介質(zhì)基板、金屬層和電路結(jié)構(gòu)，其特征 在于，所述介質(zhì)基板（1)上面的中間位置左右對(duì)稱(chēng)地設(shè)置有輸入饋線（2)和輸出饋線（3)， 左邊的輸入饋線（2)為"r-"形，右邊的輸出饋線（3)為"一產(chǎn)形，輸入饋線（2)與輸出饋線 (3)的間距為（0.65~0.85)mm;輸入饋線⑵由第1微帶線⑷和第2微帶線（5)構(gòu)成，第 1微帶線⑷的尺寸為（2. 2~2. 8)X(1. 5~2. 5)mm，第2微帶線（5)的尺寸為（17. 5~ 18. 5)X(0? 5~1. 0)mm;輸出饋線（3)由第3微帶線（6)和第4微帶線（7)構(gòu)成，第3微 帶線（6)的尺寸為（2. 2~2. 8)X(1. 5~2. 5)mm，第4微帶線（7)的尺寸為（17. 5~ 18. 5)X(0? 5 ~1. 0)mm; 在輸入饋線（2)與輸出饋線（3)的上面設(shè)置有第一諧振器（8)，第一諧振器（8)為 形狀，第一諧振器⑶與兩饋線之間的水平距離為0. 2~0. 4mm;第一諧振器⑶由 中間的高阻抗線和兩端的低阻抗線構(gòu)成，其高阻抗線長(zhǎng)X寬為（27~30)X(0. 25~0. 3) mm，其兩端的低阻抗線的長(zhǎng)X寬分別為（4~6)X(1~2)mm; 在輸入饋線（2)與輸出饋線（3)的下面設(shè)置有第二諧振器（9)，第二諧振器（9)為 形狀，第二諧振器（9)與兩饋線之間的水平距離為0. 2~0. 4mm;第二諧振器（9)由中間的 高阻抗線和兩端的低阻抗線構(gòu)成，其高阻抗線長(zhǎng)X寬為（17~19)X(0. 25~0. 3)mm，其兩 端的低阻抗線的長(zhǎng)X寬分別為（2. 5~3)X(1~2)mm; 介質(zhì)基板（1)的下面設(shè)置有金屬層（10)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于SIR結(jié)構(gòu)的三通帶微帶濾波器，其特征在于，所述的介質(zhì) 基板（1)的介電常數(shù)為2. 2,厚度為0? 508mm。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于SIR結(jié)構(gòu)的三通帶微帶濾波器，其特征在于，所述的第1 微帶線（4)和第3微帶線（6)的特征阻抗均為50歐姆。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于SIR結(jié)構(gòu)的三通帶微帶濾波器，其特征在于，所述的輸入 饋線（2)及輸出饋線（3)通過(guò)耦合間距對(duì)第一諧振器和第二諧振器進(jìn)行饋電，饋電方式為 平行親合饋電。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于SIR結(jié)構(gòu)的三通帶微帶濾波器，其特征在于，所述的金屬 層（10)的厚度為〇. 〇35mm。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于SIR結(jié)構(gòu)的三通帶微帶濾波器，其介質(zhì)基板上面的中間位置左右對(duì)稱(chēng)地設(shè)置有輸入饋線和輸出饋線，左邊輸入饋線為形，右邊輸出饋線為形，輸入饋線由第1和第2微帶線構(gòu)成，輸出饋線由第3和第4微帶線構(gòu)成。在輸入饋線與輸出饋線的上面設(shè)置有第一諧振器，為形狀，與兩饋線之間的水平距離為0.2mm，第一諧振器由中間的高阻抗線和兩端的低阻抗線構(gòu)成。在輸入饋線與輸出饋線的下面設(shè)置有第二諧振器，為形狀，與兩饋線之間的水平距離為0.3mm，第二諧振器由中間的高阻抗線和兩端的低阻抗線構(gòu)成。本發(fā)明在兩階階躍阻抗諧振器產(chǎn)生雙頻特性的基礎(chǔ)上，并聯(lián)另一個(gè)兩階階躍阻抗諧振器實(shí)現(xiàn)第三個(gè)通帶，同時(shí)滿(mǎn)足了WLAN和WiMAX的通信要求。
【IPC分類(lèi)】H01P1/203
【公開(kāi)號(hào)】CN105024122
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510430523
【發(fā)明人】李玲霞, 葉靜, 張帥, 孫浩, 于經(jīng)洋
【申請(qǐng)人】天津大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年11月4日
【申請(qǐng)日】2015年7月21日