[发明专利]具有三陷波功能的超宽带滤波器

说明书

技术领域

本发明属于微波微带滤波器技术领域，由微带线制作并工作在超宽带频段下的具有陷波功能的滤波器，具体涉及一种具有三陷波功能的超宽带滤波器。

背景技术

超宽带(Ultra-wideband，UWB)技术是近年来新兴的一种无线通信技术，自2002年美国联邦通信委员会(FCC)将3.1GHz～10.6GHz的频段批准用于商业通信以来，超宽带通信技术受到了越来越多的重视，随着超宽带无线通信技术的迅猛发展，对超宽带无线通信电子设备提出了更高的要求，高可靠性、小型化己经成为超宽带无线通信系统发展的必然趋势，这就要求电路在满足电气性能的同时，尽可能减少电路占用空间。滤波器在超宽带无线通信系统中扮演着重要的角色，它起着选择信号的重要作用，是超宽带无线通信系统中必不可少的重要元件，它的工作性能好坏直接影响到超宽带无线通信系统的整体工作性能，它的尺寸大小也直接影响到超宽带无线通信系统的大小。

但是，在整个UWB频段范围内，由于已经存在其它各种窄带无线通信信号，例如全球微波互联网络(WiMAX，3.3GHz-3.6GHz)，卫星C波段(3.7GHz-4.2GHz)和无限局域网(WLAN，5.15GHz～5.35GHz，5.725GHz～5.825GHz)系统。而这些无线通信信号会严重干扰UWB系统，为了抑制不同系统之问的相互干扰，保证UWB系统正常工作，迫切需要一种具有陷波特性的UWB带通滤波器。

虽然滤波器的发展历史悠久，但是对于带陷波功能的超宽带滤波器的研究属于最近才兴起的新兴课题，尤其是近几年来，随着超宽带系统的商业化快速发展，使得超宽带陷波滤波器己逐步进入市场化阶段。在欧美等国家，许多专家学者对于带陷波功能的滤波器都有所研究，到目前为止，己经提出了很多新型的带陷波功能的超宽带滤波器结构。由于微带线滤波器具有小尺寸，易于加工，便于集成的特点，而且还能通过采用不同的衬底材料在很大的频率范围内应用，因此国外很多超宽带陷波滤波器的研究报告都是以平面微带结构为基础的。英国的洪佳升教授于2007年提出一种用于产生陷波的微带耦合线结构，通过在两个外部耦合线上加载不对称枝节在超宽带频段中引入陷波。印度学者Rowdra Ghatak于2011年提出一种带陷波功能的超宽带滤波器，通过级联一个高通滤波器和低通滤波器构成超宽带滤波器，再通过将一个阶梯阻抗谐振器结构耦合在高通滤波器部分产生陷波。2012年，中国学者魏峰提出了一种带三个陷波频段的超宽带滤波器，通过一个耦合的三模阶梯阻抗谐振器引入三个陷波频率。2013年，李佳林教授提出了一种将E型谐振器耦合在超宽带滤波器主传输线上的方法来产生陷波频段。

但是，上述的这些带陷波功能的超宽带滤波器都存在有共同的不足，就是需要通过引入外部电路的耦合或加载来产生陷波，这样会大大增加滤波器的尺寸，因此，带陷波功能的超宽带滤波器的设计还有很大的研究空间，特别是带有多陷波功能的超宽带滤波器

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有三陷波功能的超宽带滤波器，解决了现有技术中的超宽带滤波器需要通过引入外部电路的耦合或加载来产生陷波，使得滤波器的尺寸大大增加的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种具有三陷波功能的超宽带滤波器，包括环形谐振器，在环形谐振器外圆两边分别沿直径对称固定设置有两条微带线，每边的两条微带线平行耦合，所有四条微带线结构尺寸一致；在每边的两条微带线之间分别伸进一条馈线，馈线外端引自馈线端口；在每边的一条馈线内分别嵌入一条开路枝节，即左开路枝节和右开路枝节，每边的一条开路枝节的方向均从各自所在的馈线端口向环形谐振器的方向延伸。

本发明的具有三陷波功能的超宽带滤波器，其特征还在于，

在一边的馈线中引入不对称双线耦合结构。

尺寸参数选择范围是：

环形谐振器的外半径R1为3±0.2mm，内半径R2为1.5±0.2mm；每条微带线的长度l1为7.6±0.2mm、宽度W4为0.3±0.1mm；馈线的长度l3为7.5±0.2mm、宽度W1为0.8±0.2mm；馈线与四条微带线的间距W2均为0.2±0.1mm，馈线端口长度l5为2.2±0.2mm，宽度W6为2.832±0.2mm，输入馈线内嵌的左开路枝节长度l2为7±0.2mm，宽度W5为0.2±0.1mm，输出馈线内嵌的右开路枝节长度l4为4.9±0.2mm，宽度W5为0.2±0.1mm；不对称双线耦合结构的左线l6长度为6.4±0.2mm，宽度W7为0.2±0.1mm，右线l7长度为0.8±0.2mm，宽度W7为0.2±0.1mm。