[实用新型]小型化超宽带带通滤波器

说明书

技术领域

本实用新型属于现代无线通信系统中的超宽带带通滤波器领域，特别是一种工作频段为超宽带(UWB)频段3.1-10.6GHz的小型化超宽带带通滤波器，能够很好的满足现代无线通信系统的多频段和宽频段的要求。

背景技术

2002年，美国联邦通信委员会（FCC）将3.1GHz-10.6GHz的频段解禁，允许商用，随后，超宽带（UWB）系统被广泛关注。作为现代通信系统关键部件的超宽带带通滤波器，更是受到了越来越多研究人员的重视，如何制作尺寸小、带内损耗小同时又相对经济的（3.1GHz-10.6GHz）UWB带通滤波器一直是科研人员努力的方向。目前较普遍的方法是利用高介电常数材料，采用耦合多模谐振技术来制作UWB带通滤波器，如文献“Ultra-Wideband (UWB) band-pass filters using multiple-mode resonator”所述。为减小电路尺寸，文献中采用高介电常数材料来制作超宽带带通滤波器，制作成本较高，不便于大规模应用；同时文献采用侧边耦合来给滤波器馈电，为实现高的耦合度，侧边耦合线的缝隙非常小，加工难度较大。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种工作频段为超宽带(UWB)频段3.1-10.6GHz的小型化超宽带带通滤波器，能够很好的满足现代无线通信系统的多频段和宽频段的要求。

实现本实用新型目的的技术解决方案为：一种小型化超宽带带通滤波器，包括第一金属馈线、第二金属馈线、金属微带线、人工介质层和接地板，整个带通滤波器呈左右对称结构，接地板上方为人工介质层；人工介质层上方为隔离层，金属微带线设置在隔离层上方中心位置；在金属微带线正下方的人工介质层中设置数个金属过孔与接地板连接，金属过孔沿带通滤波器的中轴对称；第一金属馈线、第二金属馈线位于人工介质层上表面且沿人工介质层的中轴对称，第一金属过孔、第二金属过孔设置在隔离层中且沿隔离层的中轴对称，第一金属馈线、第二金属馈线通过第一金属过孔、第二金属过孔分别与端口相连。

本实用新型与现有技术相比，其显著优点：该新型UWB带通滤波器利用上下层宽边耦合技术，有效提高能量传输效率，3.1GHz-10.6GHz的通带内插入损耗小于1.5dB，回波损耗大于10dB；同时，该新型UWB带通滤波器采用宽边耦合技术，没有窄带或窄缝，降低了加工难度；此外，该新型UWB带通滤波器采用低介电常数的介质材料，制作成本低廉。由此可得该滤波器具有较好的应用前景。

附图说明

图1是本实用新型小型化超宽带带通滤波器的俯视图。

图2是本实用新型小型化超宽带带通滤波器的主视图。

图3是实施例的仿真结果图。

具体实施方式

本实用新型小型化超宽带带通滤波器主要由接地板、人工介质层、隔离层和金属微带线组成，金属微带位于隔离层上方，人工介质层中嵌入周期排列的金属过孔，人工介质层上表面有两段金属微带馈线。接地板、人工介质层、隔离层、金属微带线依次叠加且重合。该新型结构为左右对称结构。

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。

结合图1、图2，本实用新型小型化超宽带带通滤波器，包括第一金属馈线1、第二金属馈线8、金属微带线2、人工介质层5和接地板6，整个带通滤波器呈左右对称结构，接地板6上方为人工介质层5；人工介质层5上方为隔离层4，金属微带线2设置在隔离层4上方中心位置；在金属微带线2正下方的人工介质层5中嵌有数个金属过孔3与接地板6连接，金属过孔3沿带通滤波器的中轴对称，金属过孔3的个数为3-5个；第一金属馈线1、第二金属馈线8位于人工介质层5上表面且沿人工介质层5的中轴对称，第一金属过孔7、第二金属过孔9设置在隔离层4中且沿隔离层4的中轴对称，第一金属馈线1、第二金属馈线8通过第一金属过孔7、第二金属过孔9分别与端口相连。

实施例：结合图1和图2，以通带频段为3.1GHz-10.6GHz的超宽带带通滤波器实施方式。

借助目前已非常成熟的微波集成电路加工工艺技术，按下列参数在印刷电路板上制作微带电路。金属馈线1长7mm，宽0.4mm，位于人工介质层上表面;金属微带线2长22mm，宽1.9mm，与端口导带的间隙为0.4mm；人工介质层中金属过孔3的直径为1mm，周期为2mm，四个金属过孔位于整个结构的中间位置；隔离层4相对介电常数_r 为3.38，厚度为0.2mm；人工介质层5相对介电常数_r 也为3.38，厚度为1mm；接地板6位于人工介质层的下方；金属过孔7直径为1mm，位于隔离层中，上端连接端口导带，下端连接金属馈线；整个电路长度l为26mm。