[发明专利]基于交指电容的小型化超宽带滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及一种通信技术领域的滤波器，具体涉及一种具有可调带内发射零点、具有超宽带特性、小型化的微带滤波器结构、并具有网络干扰信号抑制功能的基于交指电容的小型化平面滤波器。 

背景技术

当今世界，全球通信行业技术不断革新进步，用户需求与日俱增，人们对无线通信的要求也越来越高，不断地提出新的要求。例如，在某一频段上传输的数据量能够增加，通信质量能够更好，无线终端能够更小巧，功率损耗能够更少……这些要求无疑也对现在的射频前端系统提出了新的挑战，高性能、多功能、小型化的射频前端已为大势所趋。而射频前端中的滤波器，作为一个至关重要的元件，无疑促使着全球的科技工作者们对新时代背景下的滤波器的进行设计和研究。对于现代滤波器的研究，首先可以从以下几个发展趋势来进行分析： 

1．更高频率的无线电磁波被开发使用

当今通信频段不断被开发，可用频段资源越来越少，由于高频率的电磁波能传输更多的信息量，因此，现在的许多无线通信应用较多地往高频率端开发。比如Wi-Fi (5.725-5.825GHz (ISM/UNII))、Wi-Max（2-11GHz）、UWB超宽带通信（3.1-10.6GHz）以及60GHz短距离保密通信等。

相比以往的许多无线通信，例如收音机等，由于工作频率较低，滤波器只需要采用集总元件就能很好地实现功能。但是现在的很多通信都处于较高的频段，用集总元件无法实现较好的滤波功能，因此，必须使用分布参数元件，例如微带线，带状线、同轴线以及介质谐振器等。 

 2.     带宽需要增加以满足人们的通信要求

现在大部分通信工作的频段为窄带通信。一般来说，相对带宽大于10%以上的，被称为宽带。而大于25%的则被称为超宽带。由于用户对于无线终端能够处理的数据量不断增长，现有的窄带通信不能很好地满足需求，因此宽带通信越来越受到关注。在2002年2月，美国联邦通讯委员会（Federal Communications Commission，FCC）批准了超宽带（Ultra-wide Band，UWB）技术应用于短距离无线通信的申请，划分Indoor UWB的通信系统使用的频带为：3.1~10.6GHz。由此掀起了在全球范围内对UWB滤波器的研究。

宽带滤波器能够更好地满足无线终端对传输速率与传输数据量的要求，能够更好地满足人们对各种无线应用的需求。 

 3.射频前端所占据的体积越来越小

从近10年来看，通信行业与其他电子制造业一样飞速发展，所有的终端几乎都处于不断被小型化设计的趋势中。手机越来越小，无线网卡更趋于集成结构，天线也从外置到内置，许多电子器件设计也从立体到平面，从这些现象来看为了能集成更多不同种类的器件，滤波器的小型化也必定是一大趋势。

对于现在的小型化设计来说，用微带线来做传输波导是不错的选择，首先，平面结构使得微带线结构的滤波器容易制造和加工。其次，微带线的介质板相对其他介质来说价格便宜，利于市场化。最后，微带结构更利于集成至单片微波集成电路（Monolithic Microwave Integrated Circuit，MMIC）中，更适合小型化的设计。微带线的这些优势也使得近些年来更多的研究偏向了以微带线为传输介质的滤波器设计。 

宽带滤波器能够满足人们对大容量信息的无线传输要求，较宽的通带能够加载更多的信息量，提高了传输速率，从而满足日益增长的无线终端应用，比如，高清视频和语音的传输，无线终端视频会议，大容量数据的快速无线传输等。从另一方面说，传输速率的提高和带宽的增加也促使了更多的无线应用的发展。自从美国联邦电信委员会FCC在2002年批准了超宽带民用的许可后，研究者关于超宽带的应用就一直没有间断过，各种针对与UWB系统的超宽带滤波器设计的结构也层出不穷，但是大部分都不够小型化，由于微带线一般难以实现宽带特性，所以使用微带线结构的超宽带滤波器也非常少见。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于交指电容的小型化超宽带滤波器，这种滤波器在通带内具有三个传输极点（或称为反射零点），通过调整输入输出端微带线的阻抗比、交指电容的个数以及交指电容中交指的长度等可以调整通带内。整体来说，谐振器结构是对称的；其馈线的输入输出端口在同一水平线上。本发明在通带内有可以实现三个传输零点，也可以通过级联或者增长交指电容中交指的对数来实现带内多个谐振点。这种超宽带滤波器结构简单，体积非常小，也容易加工。