[发明专利]一种超宽带带通滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及滤波器技术领域，特别是一种超宽带带通滤波器。

背景技术

自从2002年2月，美国联邦通信委员会(FCC)将3.1-10.6GHz之间的频段解禁，学术界和工业界引起了一股超宽带(Ultra wideband,UWB)无线系统的研究热潮。UWB滤波器性能的优劣往往直接影响整个通信系统的性能指标。移动通讯的迅速发展，对微波器件的电性能以及小型化、成本、稳定性等提出了越来越高的要求。为了在器件小型化、低成本的同时获得更好的性能。最近几年，人们提出了一些新技术来设计UWB滤波器。例如用高、低通滤波器级联形成UWB滤波器，可以取得比较好的边带抑制，但是这样做无疑大大增大了UWB滤波器的体积，不利于小型化。Ultra-Wideband(UWB)Bandpass Filters Using Multiple-Mode Resonator中ZHU Lei采用多模谐振（MMR）技术，取得了比较好的通带效果，但其上边带抑制只能到13GHz。A Novel UWB Bandpass Filter Using Highpass And Lowpass Filters中Tang Wanchun等采用高低通级联，其面积高达4cm×3cm。Ultra-wideband bandpass filter using back-to-back microstrip-to-CPW transition structure中Wang H.提出了一种微带-共面波导（CPW）结构，并设计了UWB滤波器，尽管这种滤波器结构简单，在通带内有很好的频率性能，但其上边带抑制只能到13GHz。New Progress in the Development of Compact HighPerformance Microwave Ultra-Wideband(UWB)Filters中Chen Chun-Ping等利用Z变换技术实现宽带滤波器，利用并联两个的开路分支在上下阻带各产生一个零点，有很好的衰减效果，但其缺点是公式复杂，滤波器达到4cm，体积大且成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种性能高、成本低、体积小的超宽带带通滤波器。

实现本发明目的的技术方案是：一种超宽带带通滤波器，包括介质板、传输线、两个接地电感、两个过孔、多个裂缝地单元和矩形缺陷地单元；其中传输线设置在介质板上层的中间，并且传输线一端连接输入端口，另一端连接输出端口；两个接地电感对称分布在传输线两侧并且分别与传输线的中点垂直相接，接地电感的另一端均连接一个过孔，过孔从介质上层垂直贯穿至介质下层；沿着传输线方向在介质下层依次蚀刻多个裂缝地单元，且相邻的两个裂缝地单元之间均蚀刻一个矩形缺陷地单元，各个裂缝地单元和矩形缺陷地单元均与传输线垂直；所述裂缝地单元是指在哑铃型缺陷地结构的两端各蚀刻一条缝隙，该缝隙与哑铃型缺陷地结构两端边界的中点垂直相接并一直延伸到介质板的边沿。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：（1）通带内损耗低，相对带宽大，超宽带，相对带宽110%，电性能一致性好；（2）高阻带抑制，通过裂缝地结构和矩形缺陷地结构使得阻带抑制频率范围大；（3）通过微波PCB版工艺即可制作，体积小重量轻，制造容易且成本低，可实现大批量生产。

附图说明

图1是本发明超宽带带通滤波器结构示意图。

图2是本发明超宽带带通滤波器的裂缝地单元结构示意图。

图3是本发明超宽带带通滤波器的传输线结构示意图。

图4是本发明超宽带带通滤波器的接地电感与过孔的结构示意图。

图5是本发明实施例1中超宽带带通滤波器的S参数图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

结合图1，本发明超宽带带通滤波器，包括介质、传输线、两个接地电感、两个过孔、多个裂缝地(Split Ground Structure)单元和矩形缺陷地单元；其中传输线设置在介质上层的中间，并且传输线一端连接输入端口，另一端连接输出端口；两个接地电感对称分布在传输线两侧并且分别与传输线的中点垂直相接，接地电感的另一端均连接一个过孔，过孔从介质上层垂直贯穿至介质下层；沿着传输线方向在介质下层依次蚀刻多个裂缝地单元，且相邻的两个裂缝地单元之间均蚀刻一个矩形缺陷地单元，各个裂缝地单元和矩形缺陷地单元均与传输线垂直；结合图2，所述裂缝地单元是指在哑铃型缺陷地结构的两端各蚀刻一条缝隙，该缝隙与哑铃型缺陷地结构两端边界的中点垂直相接并一直延伸到介质的边沿，形成裂缝地。