[发明专利]一种缺陷微带线结构的微带低通滤波器

说明书

技术领域

本发明属于微波传输器件技术领域，具体涉及一种用于微波集成电路中的缺陷微带线结构（DMS）低通滤波器。

背景技术

低通滤波器是无线通信系统中的重要部件之一，用于抑制谐波和杂波信号，在通信系统中具有广泛的应用。传统微带滤波器尺寸较大、阻带较窄、综合特性较差，不能满足无线通信快速发展的要求。自从1999年J.I.Park和Kim等人提出了缺陷地结构（Defected Ground Structure），国内外学者，将DGS结构广泛的应用于微波毫米波电路设计，如抑制高次谐杂波、设计性能良好的低通、带阻、带通滤波器。但是，由于DGS结构是在金属接地板背面刻蚀缺陷图案，改变了金属接地板的结构，背向能量泄漏，辐射特性容易受到影响。最近，在研究DGS的基础上，又提出了缺陷微带线结构(Defected Microstrip Structure)。与DGS结构比较，缺陷微带线结构（DMS）同样具有DGS结构类似的慢波特性和阻带特性，并且，金属接地板完整，能减小与地面噪音串扰，降低电磁干扰, 更加适合集成微波电路。

 

发明内容

技术问题：本发明的目的是针对传统微带滤波器尺寸较大、阻带较窄及DGS结构微带线滤波器背面能量泄漏等缺陷，提出了一种利用缺陷微带线结构（DMS）设计的微带低通滤波器，此种滤波器，结构紧凑、面积小、选择性高、带通性能优越和带外抑制效果高。

技术方案：一种缺陷微带线结构的微带低通滤波器，采用平面印刷技术，适用于需要将滤波器与系统实现平面集成的应用场合。缺陷微带线结构（DMS）具有慢波特性和禁带特性两个鲜明的特点，慢波特性影响滤波器的通带性能，可实现滤波器紧凑设计；禁带特性可以抑制不需要的杂散信号和传输泄漏信号。此滤波器包括微带线馈线、补偿微带线、金属地平面、介质基板，G形缺陷图案单元。微带线馈线、补偿微带线和金属地平面分别放在介质板的两面，在补偿微带线上刻蚀四对并列个G形的缺陷图案，通过级联四对的G形，产生的带隙特性，能够实现高的选择性和好的带外抑制。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明通过级联的DMS实现的低通滤波器结构紧凑、面积小、低通特性好，通带内纹波小，回波损耗较大；过渡带频率选择性高；阻带频带宽，插入损耗大，避免DGS结构滤波器背面能量泄漏。

本发明采用将级联的缺陷图案刻蚀补偿微带线上，设计结构简单，简化加工工艺。

本发明利用缺陷微带线结构设计的滤波器，适合移动通信应用，制作简单，易于集成，实现了高频率选择性，低带内损耗，同时，结合印制板工艺悬置微带线色散效应很小，可广泛应用于微波传输器件中。

 

附图说明

图1是本发明提供的具有G形缺陷微带线结构的微带低通滤波器的整体结构示意图；

图2是本发明提供的具有G形缺陷微带线结构的微带线。

图3是本发明提供的具有G形缺陷微带线结构的微带低通滤波器的实物测试结果。

其中：微带线馈线1，补偿微带线2，G形缺陷图案的环带3，G形缺陷图案的缝隙4，G形滤波器介质层5，滤波器金属接地平面6，G形缺陷图案7。

 

具体实施方式：

本发明实施例的缺陷微带线结构的微带低通滤波器，如图1 所示。采用50欧姆阻抗匹配的微带线馈线和补偿微带线结构，并在补偿微带线上刻蚀四对并列个G形缺陷图案，构成基于缺陷微带线结构（DMS）的低通滤波器。

本发明实施例中的DMS低通滤波器，包括50欧姆阻抗匹配的微带线馈线、补偿微带线和G形缺陷图案，其中，介质基底的尺寸为长26mm，宽15mm，高1mm，介质基板选用聚四氟乙烯，基板的相对介电常数为2.65。如图2所示，50欧姆匹配的微带线馈线1的导带宽度为2.2mm，长度为2mm；补偿微带线2宽度15mm，长度22mm。DMS结构滤波器中有两种不同尺寸的G形缺陷图案，第一种G形，外环半径为2.5mm，内环半径为1.5mm，即环带3宽度为1.0mm，缝隙4宽度为0.6mm，缝隙4深度为6mm，第二种G形，外环半径为2.5mm，内环半径为1.5mm，环带3宽度为1.0mm，缝隙4宽度为0.6mm，缝隙4深度为3mm。两种不同的G形，分别抑制不同的频带。四对G形图案，级联的刻蚀在微带线上，且级联的G形图案之间间隔5.2mm。