一種含缺陷地結(jié)構(gòu)的三通帶微帶濾波器的制造方法
【專利摘要】一種含缺陷地結(jié)構(gòu)的三通帶微帶濾波器，主要解決一般WLAN濾波器不能完整覆蓋第二個(gè)通帶700M帶寬的問題，并將其功能擴(kuò)展到三通帶通信。該濾波器為印刷版濾波器，附加諧振腔結(jié)構(gòu)3和4與雙S形結(jié)構(gòu)輻射單元1相連；雙直角形結(jié)構(gòu)2與雙S形結(jié)構(gòu)輻射單元1和附加諧振腔結(jié)構(gòu)3和4均位于介質(zhì)基板的同一面，而缺陷地結(jié)構(gòu)5則在介質(zhì)基板另一面。附加諧振腔結(jié)構(gòu)可改變?yōu)V波器的電流分布實(shí)現(xiàn)第3個(gè)通帶，并且通過調(diào)整附加諧振腔和缺陷地結(jié)構(gòu)的尺寸可以使3個(gè)頻帶在滿足WiMAX通信要求的同時(shí)兼容WLAN通信。
【專利說明】—種含缺陷地結(jié)構(gòu)的三通帶微帶濾波器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種含缺陷地結(jié)構(gòu)的三通帶微帶濾波器，該濾波器可以用于濾去鏡頻干擾、衰減噪聲、頻分復(fù)用以及在高性能的振蕩、放大、倍頻和混頻電路中，適用于多通帶通信、WLAN通信和WiMAX通信。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)在移動(dòng)通信基站及移動(dòng)通信終端都正在朝著小型化，集成化的方向發(fā)展，越來越多的通信系統(tǒng)和功能都集成在一種通信設(shè)備和終端上，例如，現(xiàn)在的手機(jī)中不僅可以同時(shí)支持GSM和CDMA通信制式，而且還兼容GPS和WLAN等一些通信制式。而同時(shí)通信系統(tǒng)的不斷增多，使得頻率資源也變得相對(duì)緊張，如何合理的利用頻率資源，在朝著更高頻段發(fā)展的同時(shí)也兼容好現(xiàn)階段的各種通信頻段資源的通信系統(tǒng)是無線通信發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵。多通帶濾波器可以根據(jù)通信系統(tǒng)要求同時(shí)工作于多個(gè)或整個(gè)所需要的工作頻段，在兼容現(xiàn)有通信頻段的同時(shí)，濾除掉其他頻段的干擾信號(hào)。
[0003]階梯阻抗諧振器(SIR-Stepped Impendence Resonators)是由兩個(gè)以上具有不同特性阻抗的傳輸線組合而成的橫向電磁場或準(zhǔn)橫向電磁場模式的諧振器，這種諧振器可以在不減小無載Q值的情況下可以縮短諧振器的長度，這有利于濾波器的小型化及提高濾波器帶外抑制，M.Makimoto 和S.Yamashita在他們的專注中詳細(xì)介紹了這種結(jié)構(gòu)在濾波器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。
[0004]在對(duì)DGS應(yīng)用的早期，主要是利用其內(nèi)在的諧振性質(zhì)和在傳輸線中所呈現(xiàn)出來的帶隙特性來設(shè)計(jì)低通，帶通和帶阻濾波器。A-Rahman等人率先嘗試把DGS自身作為獨(dú)立的諧振單元，用于帶通濾波器的制作。采用不同諧振單元的通帶組合和饋線的縫隙耦合可以實(shí)現(xiàn)帶源和負(fù)載耦合的帶通濾波器和并聯(lián)型雙通帶濾波器，通過對(duì)兩階SIR進(jìn)行諧振特性分析可以清楚的看出其具有雙諧振特性，利用其作為單元可以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)緊湊的雙通帶濾波器，同時(shí)在雙模濾波器研究的基礎(chǔ)上，將其應(yīng)用于地板，就可以設(shè)計(jì)出非對(duì)稱零點(diǎn)的DGS雙通帶濾波器。1999年,韓國學(xué)者J.-1.Park等人在周期光子帶隙結(jié)構(gòu)(Photonic Band-Gap,PBG)的基礎(chǔ)上提出了缺陷地面結(jié)構(gòu)(Defected Ground Structure, DGS),并把它應(yīng)用到平面電路和低通濾波器設(shè)計(jì)中。DGS通過在地板上刻蝕缺陷圖案，改變地板上屏蔽電流的分布，從而改變傳輸線的等效電感和等效電容，獲得慢波特性和禁帶特性。與傳統(tǒng)的PBG結(jié)構(gòu)相比，DGS結(jié)構(gòu)僅需一個(gè)缺陷單元就能獲得禁帶特性，且?guī)吨行念l率僅由缺陷單元結(jié)構(gòu)決定，因此尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊，易于等效電路分析。
[0005]無線局域網(wǎng)(WLAN)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與無線通信相結(jié)合的技術(shù)，隨著無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展，無線局域網(wǎng)(WLAN)的應(yīng)用范圍越來越廣。伴隨著無線局域網(wǎng)(WLAN)中各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)，研制適用于各種標(biāo)準(zhǔn)的WLAN濾波器是非常有意義的。目前對(duì)WLAN濾波器的研究工作已經(jīng)在國內(nèi)外成為一大熱點(diǎn)，多種形式的WLAN濾波器被提出。在南京理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)2010年12月第34卷第6期中顧繼慧、朱銀霞等人發(fā)表了一篇“雙頻階梯阻抗諧振器濾波器設(shè)計(jì)”的文章，該濾波器有2.4G和5.2G兩個(gè)隔離性較好的頻帶，但是由于第二個(gè)頻帶過窄，不能滿足WLAN通信的需求，更不能用于WiMAX通信。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提出一種含缺陷地結(jié)構(gòu)的三通帶微帶濾波器，其特征是:
[0007]在產(chǎn)生雙頻特性的兩階SIR諧振腔基礎(chǔ)上加載兩對(duì)附加諧振腔結(jié)構(gòu)用以產(chǎn)生第三個(gè)通帶，蝕刻的缺陷地結(jié)構(gòu)可以改變電路的等效電抗，增強(qiáng)輸入輸出的耦合，擴(kuò)展第三個(gè)通信頻帶的帶寬，使該結(jié)構(gòu)不僅能實(shí)現(xiàn)三通帶通信，且能同時(shí)滿足WLAN通信和WiMAX通信的要求。
[0008]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
[0009]一種含缺陷地結(jié)構(gòu)的三通帶微帶濾波器，其特征是:由雙S形結(jié)構(gòu)輻射單元1、雙直角形結(jié)構(gòu)2、附加諧振腔結(jié)構(gòu)3和4和缺陷地結(jié)構(gòu)5組成，雙S形結(jié)構(gòu)I和附加諧振腔結(jié)構(gòu)3和4都是由幾段傳輸線連接而成，且具對(duì)稱性；雙直角形結(jié)構(gòu)2由兩個(gè)互相對(duì)稱的直角形結(jié)構(gòu)組成，而缺陷地結(jié)構(gòu)5則呈箭頭形。
[0010]所述的一種含缺陷地結(jié)構(gòu)的三通帶微帶濾波器，其特征是:該濾波器為印刷版濾波器，附加諧振腔結(jié)構(gòu)3和4與雙S形結(jié)構(gòu)輻射單元I相連；雙直角形結(jié)構(gòu)2與雙S形結(jié)構(gòu)輻射單元I和附加諧振腔結(jié)構(gòu)3和4均位于介質(zhì)基板的同一面，而缺陷地結(jié)構(gòu)5則在介質(zhì)
基板另一面。
[0011]所述的附加諧振器結(jié)構(gòu)和缺陷地結(jié)構(gòu)可以采用矩形結(jié)構(gòu)、圓形結(jié)構(gòu)、多邊形結(jié)構(gòu)和分形結(jié)構(gòu)等多種形狀，設(shè)計(jì)不`同形狀和結(jié)構(gòu)的雙頻濾波器。通過調(diào)整附加諧振器的幾何尺寸實(shí)現(xiàn)濾波器的小型化設(shè)計(jì)和三通帶工作特性的設(shè)計(jì)。
[0012]采用雙S型耦合兩階SIR結(jié)構(gòu)、附加諧振器和缺陷地結(jié)構(gòu)復(fù)合的形式實(shí)現(xiàn)平面印刷濾波器線結(jié)構(gòu)，可有效減小濾波器的體積和尺寸，滿足小型化濾波器的設(shè)計(jì)；本發(fā)明使用的附加諧振器結(jié)構(gòu)可以改變?yōu)V波器的電流分布，使其出現(xiàn)第3個(gè)諧振頻率，實(shí)現(xiàn)三通帶通?目。
[0013]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有顯著的優(yōu)點(diǎn):
[0014]本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)完美的WLAN雙頻段的濾波器效果，由于WLAN的兩個(gè)頻段的帶寬差別比較大，2.4GHz頻段只需要100MHz，而5.2GHz頻段需要700MHz，利用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法很難同時(shí)實(shí)現(xiàn)滿足這兩個(gè)帶寬的需要；而本發(fā)明在兩階階躍阻抗諧振腔產(chǎn)生雙頻特性的基礎(chǔ)上，通過加載附加諧振腔結(jié)構(gòu)改變?yōu)V波器的電流分布實(shí)現(xiàn)第3個(gè)通帶且利用缺陷地結(jié)構(gòu)擴(kuò)展第三個(gè)頻帶的帶寬，調(diào)整附加諧振腔的尺寸可以使3個(gè)頻帶在滿足WiMAX通信要求的同時(shí)兼容WLAN通信。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明實(shí)施實(shí)例I的基本結(jié)構(gòu)俯視圖；
[0016]圖2是本發(fā)明實(shí)施實(shí)例I的背面結(jié)構(gòu)俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)地描述:[0018]結(jié)合圖1，一種含缺陷地結(jié)構(gòu)的三通帶微帶濾波器由雙S形結(jié)構(gòu)單元和直角形結(jié)構(gòu)組成。兩個(gè)結(jié)構(gòu)之間間距很小，使其兩部分能夠相互耦合。根據(jù)所示的結(jié)構(gòu)，只要選擇合適的尺寸，就能滿足其雙頻帶工作特性。
[0019]介質(zhì)基板的介電常數(shù)一般在2-9.8之間，本發(fā)明采用的介電常數(shù)為2.65的聚四氟乙烯板，該基板價(jià)格較低，損耗較小，基于上述要求；在實(shí)際中，可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用采用介電常數(shù)損耗角小的介質(zhì)基板，如介電常數(shù)損耗角小于10-3的基板；本發(fā)明采用的介質(zhì)基板的厚度為1.6mm，滿足所需的強(qiáng)度。
[0020]整個(gè)濾波器的諧振部分由雙S形結(jié)構(gòu)單元和直角形結(jié)構(gòu)組成；為了減小濾波器的體積，將兩階階躍諧振腔折疊成雙S形；此設(shè)計(jì)使得濾波器的結(jié)構(gòu)更為緊湊，附加諧振器與雙S形結(jié)構(gòu)相連改變了電流分布，有效的產(chǎn)生了一個(gè)新的通帶，使本發(fā)明的濾波器可以實(shí)現(xiàn)三通帶通信；缺陷地結(jié)構(gòu)的引入使得輸入輸出端的耦合增強(qiáng)，擴(kuò)展了第三個(gè)頻帶，在實(shí)現(xiàn)WiMAX通信的同時(shí)能完美的兼容WLAN通信的要求。
【權(quán)利要求】
1.一種含缺陷地結(jié)構(gòu)的三通帶微帶濾波器，其特征是:由雙S形結(jié)構(gòu)輻射單元1、雙直角形結(jié)構(gòu)2、附加諧振腔結(jié)構(gòu)3和4和缺陷地結(jié)構(gòu)5組成，雙S形結(jié)構(gòu)I和附加諧振腔結(jié)構(gòu)3和4都是由幾段傳輸線連接而成，且具對(duì)稱性；雙直角形結(jié)構(gòu)2由兩個(gè)互相對(duì)稱的直角形結(jié)構(gòu)組成，而缺陷地結(jié)構(gòu)5則呈箭頭形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含缺陷地結(jié)構(gòu)的三通帶微帶濾波器，其特征是:該濾波器為印刷版濾波器，附加諧振腔結(jié)構(gòu)3和4與雙S形結(jié)構(gòu)輻射單元I相連；雙直角形結(jié)構(gòu)2與雙S形結(jié)構(gòu)輻射單元I和附加諧振腔結(jié)構(gòu)3和4均位于介質(zhì)基板的同一面，而缺陷地結(jié)構(gòu)5則在介質(zhì)基板另一面。
【文檔編號(hào)】H01P1/203GK103872406SQ201210528379
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2012年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月10日
【發(fā)明者】汪小君 申請(qǐng)人:哈爾濱網(wǎng)騰科技開發(fā)有限公司