專利名稱：一種通低頻阻高頻的微帶濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種適用于寬帶微波通信的通低頻阻高頻的微帶濾波器，特別是涉及一種帶寬大于2-3GHz的微帶濾波器。
背景技術(shù)：
眾所周知，濾波器是微波通訊中的一個重要元件，它具有過濾雜訊，使通訊信號清晰的功能。濾波器按照功能使用的角度可以分為低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器和帶阻濾波器四種。其中低通濾波器的作用是讓較低頻率的訊號通過，而讓較高頻率的訊號隔除，多用于功放等有源器件。這類濾波器件主要是用來隔絕倍頻等高頻諧波等寄生信號噪聲，其性能主要從兩方面來衡量，首先是高頻帶阻區(qū)間越寬越好，例如跨越工作頻段的若干倍，這對于功率放大器或者是有源器件產(chǎn)生高質(zhì)量信號意義重大，此外，和所有的帶阻濾波器相同，帶阻區(qū)間中的帶內(nèi)抑制是檢驗帶阻濾波器件的基本參數(shù)。
由介電片和高溫超導(dǎo)電路組成(中國發(fā)明專利申請2003101067246)，雖然能夠達到提高濾波器的功率負載和有效介電常數(shù)，實現(xiàn)小型化，但是工藝復(fù)雜，成本很高；或者由多組折疊式的微帶線以及微帶線中增加調(diào)整線來實現(xiàn)(中國發(fā)明專利申請2003101066879)，這種濾波器雖然具有降低回波損耗(極低的帶內(nèi)波動)、設(shè)計靈活和易于實現(xiàn)的優(yōu)點，但是仍舊存在成本高，工藝復(fù)雜的缺點。原因是目前為止，微帶線本身的結(jié)構(gòu)是在下底板敷一層金屬作接地板，上表面由位于接地板中心對稱面上的中心金屬導(dǎo)(體)帶構(gòu)成。1999年，Sorolla首次提出把光子晶體的概念應(yīng)用到微帶線中去，通過在微帶線接地板上周期性的打孔技術(shù)實現(xiàn)了帶阻濾波，并且當改變其中一對孔間距離時(即引入缺陷)，在阻帶中出現(xiàn)一個或者多個高透的諧振峰(缺陷模)，可以用于單通道或者多通道的帶通濾波器件。但是，到目前為止，所有的微帶阻帶濾波技術(shù)都是阻帶帶寬約2-3GHz的濾波，通低頻阻高頻更寬帶寬的阻帶濾波技術(shù)還沒發(fā)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是公開一種通低頻阻高頻的微帶濾波器，這種微帶濾波器結(jié)構(gòu)緊湊，可以實現(xiàn)超寬頻帶內(nèi)的帶阻。
為了達到上述目的，發(fā)明人經(jīng)長期眼球發(fā)現(xiàn)對不同標度的光子晶體可以在各自的標度頻率段產(chǎn)生光子晶體帶隙，如果將這些光子晶體串聯(lián)成為一個系統(tǒng)，則整個系統(tǒng)的阻帶就是這些光子晶體帶阻的疊加，這樣可以有效地拓寬帶阻寬度，這樣的代價是整個系統(tǒng)的長度是所有不同光子晶體結(jié)構(gòu)長度的總和。用上述思想，采用不同的實現(xiàn)方式，核心是設(shè)計一個多“標度”的單元，每個單元同時具有不同標度的諧振長度，將這些單元周期連接起來，則可能得到一個寬帶抑制的光子晶體微帶線結(jié)構(gòu)-濾波器。具體的結(jié)構(gòu)特點是在介質(zhì)基片的下表面敷一層金屬膜作接地板，在上表面設(shè)計周期性排列的基環(huán)(矩形環(huán)，方環(huán)，圓環(huán)等等)，這些基環(huán)與基環(huán)之間用導(dǎo)帶連接。然后用多條周期性的金屬片(其周期數(shù)與基環(huán)的周期性相對應(yīng))在基環(huán)內(nèi)連接環(huán)的左右兩邊或(和)上下兩邊，從而形成多個周期性的子環(huán)。整個結(jié)構(gòu)的兩端通過50歐姆匹配線與SMA頭(轉(zhuǎn)接頭)相連。
本發(fā)明具有如下的效果和優(yōu)點1.由于本發(fā)明中周期性的子環(huán)也與導(dǎo)帶一起構(gòu)成一組光子晶體，所以適當調(diào)節(jié)各條路徑的位置可以看作調(diào)整多個光子晶體結(jié)構(gòu)的大小，從而調(diào)整它們帶隙的位置，使得它們的帶隙部分重合疊加產(chǎn)生一個寬帶帶阻濾波。
2.不用更多的器件，只是在基環(huán)內(nèi)用金屬片連接，但實現(xiàn)了多組光子晶體組合在一起所能達到的效果，使得結(jié)構(gòu)緊湊，實現(xiàn)了元件的小型化。


圖1為本實用新型的微帶濾波器結(jié)構(gòu)示意圖圖2這種結(jié)構(gòu)的傳輸頻譜圖圖中1-轉(zhuǎn)接頭；2-基環(huán)；3-導(dǎo)帶；4-金屬片；5-介質(zhì)基片。
具體實施方式
請參閱附圖1。本實用新型為一種通低頻阻高頻的微帶濾波器。我們在介質(zhì)基片5的下表面敷一層金屬膜作接地板，在上表面設(shè)計周期性排列的基環(huán)2(其形狀可以是矩形環(huán)，方環(huán)，圓環(huán)等等)，這些基環(huán)2與基環(huán)2之間用導(dǎo)帶3連接。然后選擇適當位置用多條金屬片4(其周期數(shù)與基環(huán)的周期性相對應(yīng))在基環(huán)2內(nèi)左右兩邊或(和)上下兩邊周期性對稱連接，從而形成多個周期性的子環(huán)。整個結(jié)構(gòu)的兩端通過50歐姆匹配線與轉(zhuǎn)接頭1(SMA頭)相連。介質(zhì)基片5的相對介電常數(shù)為2.6，厚度為0.8mm，上表面基環(huán)2的長寬分別為20mm，3mm。由外向內(nèi)構(gòu)成的第二級、三級、四級子環(huán)的周長分別是17mm，14.5mm，12mm。用來連接基環(huán)2和基環(huán)2的導(dǎo)帶3長為1mm，50歐姆匹配線寬為2.23mm，其余所有的金屬線線寬都是0.5mm，金屬的厚度為0.035mm。本實用新型采用HP8722ES網(wǎng)絡(luò)分析儀測量，測量的傳輸頻譜圖如圖2所示。從圖2中可以看出在3.6GHz到18.5GHz很寬的頻率范圍內(nèi)產(chǎn)生了很深的帶隙。
權(quán)利要求1.一種通低頻阻高頻的微帶濾波器，包括介質(zhì)基片(5)和下表面敷的金屬層接地板，其特征在于在介質(zhì)基片(6)的上表面設(shè)有按使用需求設(shè)計的周期性排列的基環(huán)(2)，基環(huán)(2)內(nèi)設(shè)有左右兩邊或(和)上下兩邊周期性對稱的金屬片(4)，基環(huán)(2)之間用導(dǎo)帶(3)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通低頻阻高頻的微帶濾波器，其特征在于所述的基環(huán)(2)的形狀是矩形，或正方形，或圓形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通低頻阻高頻的微帶濾波器，其特征在于所述的基環(huán)(2)之間的間距是相等。
專利摘要一種通低頻阻高頻的微帶濾波器，涉及一種帶寬大于2－3GHz的微帶濾波器。在介質(zhì)基片(5)的下表面敷一層金屬膜作接地板，在上表面設(shè)計周期性排列的形狀為矩形、方形、圓形的基環(huán)(2)，這些基環(huán)(2)之間用導(dǎo)帶(3)連接，基環(huán)(2)內(nèi)設(shè)有左右兩邊或(和)上下兩邊周期性對稱連接的多條金屬片(4)，從而在基環(huán)(2)內(nèi)形成多個周期性的子環(huán)。整個結(jié)構(gòu)的兩端通過50歐姆匹配線與轉(zhuǎn)接頭(1)相連。調(diào)節(jié)子環(huán)的位置就能調(diào)整多個光子晶體結(jié)構(gòu)的大小，從而調(diào)整它們帶隙的位置，使其帶隙部分重合疊加產(chǎn)生一個寬帶帶阻濾波。只要在基環(huán)(2)內(nèi)用金屬片(4)連接，就能不增器件實現(xiàn)多組光子晶體組合所能達到的效果，結(jié)構(gòu)緊湊，能實現(xiàn)元件小型化。
文檔編號H01P1/20GK2840340SQ20052004465
公開日2006年11月22日 申請日期2005年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月31日
發(fā)明者李宏強, 文茂翠, 魏澤勇 申請人:同濟大學(xué)