[发明专利]一种具有带阻特性的超宽带带通滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有带阻特性的超宽带带通滤波器，属微波传输器件技术领域。

背景技术

自美国联邦通信协会(FCC)2002年为室内以及手持通信系统授权使用超宽带(UWB)(3.1-10.6GHz)以来，低成本的超宽带无线通信系统被认为是最具潜力的军用以及商用的通信系统。作为通信系统中非常重要的无源器件之一，超宽带受到了学术界的广泛关注。如何设计低损耗，小体积，高性能的超宽带滤波器成为了近几年以来的热点问题。而我国超宽带无线通信技术还处于起步阶段。微带多模谐振器是一种用来实现超宽带滤波器的常用谐振器，但是由于谐振器和输入/输出馈线间所需要的强耦合对加工精度要求苛刻，因此在现有一般加工精度条件下，实现这种所需要的强耦合，是超宽带滤波器设计的一个难点。同时，由于超宽带频带内包含了WLAN 5.2GHz频段，因此要求新型的超宽带滤波器必须采用有效的措施，在通带内形成阻带来抑制这个频段的信号。

发明内容

本发明的目的是，为了采用较为简单的方法来实现高性能的微波滤波器，本发明提出一种新型微波带通滤波器结构，在超宽通带内产生阻带，并且不增加整个电路的体积，提高了滤波器的特性。

本发明的技术方案是，本发明微波带通滤波器由三个微带开环谐振器、一个缺陷的阶跃阻抗谐振器以及输入/输出馈线组成。所述的三个微带开环谐振器具有相同的谐振频率，正对耦合在缺陷的阶跃阻抗谐振器上，降低了滤波器的体积。开环形谐振器间的距离可以改变，它们之间的耦合，在滤波器的上通带上产生阻带，有效降低了超宽带通信系统与无线局域网系统间的干扰。

本发明滤波器由蚀刻在接地面上的缺陷阶跃阻抗谐振器(Defected Stepped-Impedance Resonator，DSIR)和三个微带开环谐振器构成；所述的缺陷阶跃阻抗谐振器与输入/输出馈线在不同平面上，并且输入/输出馈线与缺陷阶跃阻抗谐振器正交排列；加载的三个微带方形开环谐振器与缺陷阶跃阻抗谐振器位于不同的电路层上，其位置处于缺陷阶跃阻抗谐振器的正上方，输入输出馈线之间。

本发明所述的微带开环谐振器，其电长度为谐振器中心频率半波长(其谐振频率5.25GHz的半波长)，裂口宽度近似等于谐振器微带宽度；缺陷阶跃阻抗谐振器的总电长度为超宽带中心频率一个波长(即超宽带中心频率6.85GHz的一个波长)。

本发明的三个微带开环谐振器正对耦合在缺陷阶跃阻抗谐振器上，输入输出馈线与缺陷阶跃阻抗谐振器正交耦合；本发明采用的缺陷阶跃阻抗三模谐振器，是一个蚀刻在接地面上的缺陷谐振器，其三个模式同时在超宽带带宽内；由于实现超宽带需要很强的外部耦合，本发明采用输入和输出耦合在上，谐振器在下的排列方式，可以方便的实现电路所需要的强耦合；且本发明在不增加电路体积的前提下，采用开环谐振器与缺陷阶跃阻抗谐振器的正对耦合，产生了传输零点，形成了一个阻带，有效地抑制了无线局域网信号。

本发明与现有技术比较的有益效果是，本发明采用缺陷地阶跃阻抗多模谐振器，谐振器和耦合馈线在不同平面上，因此相互耦合强度可以方便控制；通过层间排列方式，在缺陷地谐振器的正上层加载的开环谐振器，产生一个阻带，从而在不增加滤波器的体积的前提下，实现了阻带特性；缺陷阶跃阻抗谐振器通过输入/输出馈线的正交耦合后，产生了非常大的相对带宽，并且上下阻带特性良好。

附图说明

图1是微波滤波器的结构图；

图2是微带开环谐振器的结构图；

图3是缺陷的阶跃阻抗谐振器的结构图；

图中：1是缺陷的阶跃阻抗谐振器；2、3、4是方形开环谐振器；5和6分别是特性阻抗为50欧姆的输入端口和输出端口；7是输入/输出馈线间的距离；8为微带开环形谐振器与缺陷的阶跃阻抗谐振器的垂直距离；9和10分别为微带开环形谐振器与输入输出馈线以及三个微带开环形谐振器之间的水平距离；11为缺陷的阶跃阻抗谐振器与输入输出馈线端的垂直距离。

具体实施方式

本发明实施例带通滤波器如图3所示，由接地面的缺陷阶跃阻抗谐振器1与输入5/输出6馈线正交耦合组成，再在缺陷阶跃阻抗谐振器上加三个微带开环谐振器2、3、4正对耦合。图2所示是一种微带开环谐振器，该谐振器产生阻带；图3是一种缺陷阶跃阻抗谐振器，该谐振器产生超宽通带。