[实用新型]基于微带系统的双频带通滤波器

说明书

本实用新型涉及用于微波传输的微带结构。本实用新型公开了一种基于微带系统的双频带通滤波器，由位于介质基板正面的两个谐振器交叉耦合构成，所述谐振器包括两条耦合臂、一条连接臂和馈电臂，所述两条耦合臂具有相同结构并且相互平行，所述连接臂与两条耦合臂的端部垂直相连，所述馈电臂连接在连接臂上，所述两条耦合臂位于连接臂的同一侧，所述馈电臂位于连接臂的另一侧，所述连接臂上有一条枝节线，所述枝节线与连接臂垂直交叉。本实用新型的滤波器具有插入损耗小，带外抑制效果好的特点，非常适合用于智能交通系统和无线局域网系统。本实用新型非常适合用于无线局域网系统和智能交通系统等5G应用场景中，具有广阔的应用前景。

技术领域

本实用新型涉及微波器件技术领域，具体涉及用于微波传输的微带结构，特别涉及用于构成滤波器的微带系统。

背景技术

微带系统是一种制作在基片上的微波功能系统，其结构包含顶层的信号层101，中间层介质基板100和底层接地面102，如图1所示，有些微带系统也可以省略底层接地面102。

信号层101和接地面102通常由金属材料构成，可以是金属箔或者金属涂覆层，信号层包括各种微带线。

根据不同的电路功能，微带线形状各有不同，最常见的是矩形条(也称为矩形条微带线)，微带线也可以折弯成各种形状，构成微带环，如矩形微带环、圆形微带环等。根据微带线是否接地，又分为短路线(环)或开路线(环)。

在特定的应用场合，较细的矩形条微带线主要呈现电感特性，称为电感微带线；较宽的矩形条微带线主要呈现电容特性，称为电容微带线。利用微带线的这种分布参数特性，可以构成微带谐振器、微带耦合器、微带滤波器等微波功能部件。

由于微带线的几何尺寸不同，其分布参数各异。通常，微带线长度决定了微带线的谐振频率，微带线宽度决定了微带线的阻抗。

图2所示为带有缺口104的矩形微带环111构成的谐振器，通过并排耦合的方式，就可以构成各种阶数的滤波器。

参见图2，矩形微带环111为矩形开路环，宽度为d，长度为c，w为线宽(微带线宽度)。考虑到对称性，缺口14通常位于矩形微带环111的对称轴上。

矩形微带环111具有缺口104，并且不接地，当矩形微带环111长度h＝2c+2d(忽略缺口宽度和线宽)接近或等于λ/2时可以实现谐振。

图3示出的由2个谐振器构成的微带滤波器，就是一种应用非常广泛的微带滤波器。这是一种典型的交叉耦合滤波器。该微带滤波器结构包括基板100、接地面102(图3未示出)和2个谐振器。

这种滤波器工作频率为f，波长为λ。每个谐振器都由两条耦合臂和一条连接臂构成，两条耦合臂的长度加上连接臂的长度大约等于λ/2。两个谐振器通过缝隙t进行耦合传递能量。第一谐振器的馈电臂10连接在连接臂12的中点位置，第二谐振器的馈电臂连接在连接臂22的中点。两个谐振器的两条耦合臂通过缝隙耦合传递信号，第一谐振器的耦合臂11与第二谐振器的耦合臂21耦合；第一谐振器的耦合臂13与第二谐振器的耦合臂23耦合，如图3所示。这种滤波器可以实现双频带通滤波器耦合结构。

随着现代通信系统的不断发展，各种电磁环境日趋复杂，尤其是在日益拥挤的频谱资源背景下，科研人员花费大量的精力，努力致力于让通讯器件在复杂环境下高速率，高质量的运行。在通信领域中，滤波器承载着前端频率选择的重要使命。除此之外，各领域对滤波器技术指标的要求也在不断提高，不仅要求滤波器小型紧凑，便于集成，方便大量低成本制作，还要求滤波器具有低插损，高带内选择性，高带外抑制性。微带滤波器的实用意义主要体现在：(1)具有工作频率范围广，体积小加工方便的特点，易于与微波无源/有源电路集成；(2)工作于2.4/5.2GHz的双频带通滤波器能够应用于WLANs无线局域网系统；(3)圆极化波在对称目标的旋向逆转性可应用于移动通信领域，能够抑制雨雾干扰和抗多径反射。