[发明专利]具有陷波特性的超宽带滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及一种通信技术领域的滤波器，具体涉及一种具有超宽带功能、紧凑型、并具有网络干扰信号抑制功能的平面滤波器。

背景技术

随着通信技术的迅速发展，人们对信息传输系统的要求越来越高。在此背景下，UWB超宽带技术以其系统简单、成本低、功耗小、数据传输速度快、安全性高等优点成为目前通信领域的一个研究热点。从20世纪60年代出现到20世纪90 年代之前，UWB技术主要采用其最初的脉冲通信形式，并主要应用于军事上的雷达和低截获率的通信系统。近年来，随着微电子器件的技术和工艺的提高，UWB技术开始应用于民用领域，并在国际上掀起了对其研究、开发和应用的热潮。而超宽带系统及其器件的研究越来越受到人们的关注，如UWB天线、UWB滤波器、UWB放大器等。

现有技术中，平行耦合线结构与其他耦合滤波器结构相比，通过调节平行耦合线的线宽和间距就能够得到较大的耦合系数，因而这种结构常常被用于设计相对带宽较大的微波滤波器。但是，用平行耦合结构设计相对带宽大于100%超宽带滤波器会产生一些问题，如图1，在滤波器中采用传统的四分之一波长平行耦合线结构，滤波器体积会随着级数的增加而增加，相对带宽会减小，中心频率处出现寄生通带等等。

近年来，WLAN无线局域网技术发展迅速，相继发布了IEEE802.11系列的很多标准。其中，5.8GHz是WLAN的一个使用频率段，为避免WLAN与UWB之间的互相干扰，我们需要在UWB滤波器的5.8GHz频段产生一个陷波。而产生陷波的方法有很多，大致可以分为三类：一类是在谐振器通过间距耦合一个SIR型枝节，该方法缺点是增大滤波器体积。另一类是在滤波器部分级联四分之一开路枝节，如图3，采用传统的实现陷波特性的四分之一波长开路枝节结构，缺点也是增大滤波器体积。再有一类是可以在滤波器上使用缝隙产生一个陡峭的陷波，但是之前的研究主要集中是在输入输出部分增加陷波特性的缝隙结构，也增大了滤波器体积。

目前通信系统的发展，对滤波器的边带要求越来越高，有效的提高滤波器的边带特性的方法主要有两类：一个是增加滤波器的级数，缺点是滤波器体积会很大。一个是通过增加短路或是开路枝节来提高边带特性。所以寻求以平行耦合线结构为基础，制作具有陡峭陷波的超宽带滤波器是具有重要意义的。但目前的超宽带滤波器的功能还不够理想，不能满足各种不同领域对高品质、高性能滤波器的大量需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足并提供一种具有陷波特性的超宽带滤波器，这种滤波器具有良好陷波特性，耦合系数高，体积小，容易加工，通带内具有一个陡峭的陷波，且相对带宽大于125%，有陡峭的边带特性，有很好的频率选择性，实现了小型化的要求。

为达到上述发明目的，本发明的构思是：

1.为了增加耦合结构的耦合系数，在传输平行耦合的基础上，提出了新型的四线耦合结构，实现了更好的滤波性能。

2.为在通带内增加一个陡峭的陷波，且不增加滤波器的体积，我们采用在半波长微带线上开槽，即微带缝隙。

3.在输入输出端口处连接两个短路枝节，实现了边带的陡峭特性，为了使得滤波器更易于加工，采用了金属通孔的短路方式。

4.本发明采用如下的介质板材料：介质基板选用介电常数为                                               =9.8，厚度h=1.27mm。

5.加工后的电路板共分三层，即正面为金属微带线结构，中间是介质板层、金属通孔及输入输出端口，介质板材背面为一层金属镀层，其中输入输出端口处焊接两个SMA接头，用于实际测量。正面金属微带线结构是由两段具有金属通孔的短路枝节，两段四线耦合结构和一段有缝隙的微带线结构组成，实现了陡峭陷波的超宽带滤波特性。

根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案：