[发明专利]一种折叠多模开槽贴片微带带通滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及一种滤波器，特别涉及一种结构简单、便于加工、操作方便的矩形开槽贴片多模微带带通滤波器。

背景技术

从电信发展的历程来看，滤波器在微波电路中一直扮演着重要的角色，是使用较多的无源器件，并伴随着通信技术的发展而取得不断的进展。从实用的角度出发，对所有手持式电子设备，如便携移动电话等，微型化是一个重要的研究课题。在射频部分，虽然单片微波集成电路（MMIC）的出现预示着射频有源电路如放大器、调制器、频率转换器的微型化越来越成为可能。但对射频滤波器和振荡器等含有谐振器的电路的尺寸缩小的优化方面还存在许多有待解决的问题。因此，滤波器的小型化和性能的提高将继续是两大重要课题。微波滤波器小型化通常采用的几种方法：1、采用高介电常数材料减小滤波器的尺寸。2、采用慢波结构设计微带滤波器。3、采用多层技术减小滤波器的体积。4、采用多模谐振器设计滤波器等。

微带谐振器易于和其它微波电路集成，是目前开发微波元器件的热点。多模谐振器是微波带通滤波器小型化最有效的手段之一，主要包括波导双模谐振器、介质双模谐振器和微带双模谐振器。常用微带谐振器可以是圆形、方形、环形或折线等形式。 

从现有文献来看, 已经研究的微带多模（包括双模）谐振器主要有: 圆形、方形、圆环形、方环形、折线形环、三角形等。

发明内容

针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种将现有的折叠矩形滤波器变化为加开槽的矩形贴片多模微带带通滤波器。  

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种矩形半波长开槽的贴片多模微带带通滤波器，所述滤波器包括：矩形半波长开槽贴片（1），矩形开槽贴片的一边引出两条1/4波长的高阻抗线，滤波器跟馈线采用缝隙耦合。

在本发明的具体实施例子中，所述矩形开槽贴片滤波器和馈线均为铜箔。

本发明的积极进步效果在于：本发明提供的矩形开槽贴片多模微带带通滤波器将现有的矩形变化为在矩形滤波器上开槽，此微带带通滤波器的相对带宽达到了70%，一般的宽带微带带通滤波器的相对带宽不到20%，其性能及尺寸优于其他外形的带通滤波器。

 

附图说明

图1 为本发明提供的矩形开槽贴片多模微带带通滤波器的几何结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

图1 为本发明提供的矩形开槽贴片多模微带带通滤波器的几何结构示意图。该滤波器包括：矩形贴片，在矩形贴片的两边开有矩形小槽，在矩形贴片一端的两边各引出一根1/4波长的高阻抗线，此高阻抗线再通过缝隙耦合链接馈线。

本发明提出一种全新的微带带通滤波器拓扑结构,采用麦克斯韦方程证明此拓扑结构，对于实际情况，由于很难或无法用麦克斯韦方程从理论上来证明，只能采用数值方法来证明，学术和工程上常采用的方法是利用商用的高频电磁仿真软件进行电磁仿真来证明、优化。

商用的高频电磁仿真软件有多种，我采用的是HFSS对提出的拓扑结构进行优化。再将优化的结构制成样品，对样品测试，用实验的方法证实该滤波器拓扑结构。

两馈线中心之间的距离为5.2mm；矩形贴片的长14.8mm；宽为5.8mm；矩形贴片上开的两条槽宽为1.2mm；长4mm；矩形贴片一端的两边各引出一根1/4波长的高阻抗线，长9mm；宽为0.4mm；所有贴片和馈线均为介电系数为2.65，衬底厚度为1mm的铜箔，馈线为50Ω馈线宽为2.8mm。

双模特性是Wolff在20世纪70年代初用来设计和制作带通滤波器时首先发现的。谐振器中对于不同的场分布有无穷多个谐振模式和谐振频率，其中具有相同谐振频率的模式称为简并模。若在单个谐振器中通过加入一些微扰（比如开槽、切角或加入小的贴片、内切角等），会改变原正交简并模的电场分布，使得一对正交简并模之间发生耦合，两个耦合简并模的作用相当于两个耦合谐振器，从而在保持谐振回路不变的情况下，使谐振器的个数减少一半。通过改变这些微扰的大小可以对耦合强度进行控制。多模微带带通滤波器比双模微带带通滤波器更小。

从现有文献来看, 已经研究的微带双模谐振器(滤波器)主要包括: 圆形、方形、圆环形、方环形、折线形、三角形等。

本发明是一种新型的矩形开槽贴片多模微带带通滤波器，在滤波器的外形（拓扑结构）上不同于现有文献多模微带带通滤波器的外形（圆形、方形、圆环形、方环形、折线形、三角形等）。本发明的微带带通滤波器，其性能优于其他外形的带通滤波器。