用於無線區域網的含缺陷地結構的微帶濾波器的製作方法

2023-05-29 17:04:16

專利名稱：用於無線區域網的含缺陷地結構的微帶濾波器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及的是一種微帶濾波器，具體地說是用於無線區域網的含缺陷地結構的微帶濾波器。該濾波器可用於多通帶通信和WLAN通信。
背景技術：
現在移動通信基站及移動通信終端都正在朝著小型化，集成化的方向發展，越來越多的通信系統和功能都集成在一種通信設備和終端上，例如，現在的手機中不僅可以同時支持GSM和CDMA通信制式，而且還兼容GPS和WLAN等一些通信制式。而同時通信系統的不斷增多，使得頻率資源也變得相對緊張，如何合理的利用頻率資源，在朝著更高頻段發展的同時也兼容好現階段的各種通信頻段資源的通信系統是無線通信發展的一個關鍵。多通帶濾波器可以根據通信系統要求同時工作於多個或整個所需要的工作頻段，在兼容現有通信頻段的同時，濾除掉其他頻段的幹擾信號。1999年，韓國學者J.-I. Park等人在周期光子帶隙結構(Photonic Band-Gap,PBG)的基礎上提出了缺陷地面結構(Defected Ground Structure, DGS),並把它應用到平面電路和低通濾波器設計中。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。與傳統的PBG結構相比，DGS結構僅需一個缺陷單元就能獲得禁帶特性，且帶隙中心頻率僅由缺陷單元結構決定，因此尺寸小，結構緊湊，易於等效電路分析。從綜合應用和集成化的角度出發，微帶結構非常適合於製作通信頻段的多通帶。結合微帶的集成化特點，DGS，SIR等結構和一些新的結構也可以廣泛的應用於濾波器設計，而結合結構特點的設計方法也層出不窮，這也極大的促進了無線通信的快速發展。基於微帶結構的多通帶濾波器在最近十年內越來越受到學者們的重視，這些研究不僅促進了濾波器設計技術的進步，也使微帶技術得到了更大的發展。階梯阻抗諧振器(SIR-Stepped Impendence Resonators)是由兩個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，這有利於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介紹了這種結構在濾波器設計中的應用。無線區域網(WLAN)是計算機網絡與無線通信相結合的技術，隨著無線通信技術的飛速發展，無線區域網(WLAN)的應用範圍越來越廣。伴隨著無線區域網(WLAN)中各項標準的出臺，研製適用於各種標準的WLAN濾波器是非常有意義的。目前對WLAN濾波器的研究工作已經在國內外成為一大熱點，多種形式的WLAN濾波器被提出。在南京理工大學學報(自然科學版)2010年12月第34卷第6期中顧繼慧、朱銀霞等人發表了一篇「雙頻階梯阻抗諧振器濾波器設計」的文章，該濾波器有2. 4G和5. 2G兩個隔離性較好的頻帶，但是由於第二個頻帶過窄，不能滿足WLAN通信的需求。
發明內容[0006]本實用新型所要解決的技術問題是針對現有技術存在的上述不足，提出一種用於無線區域網的含缺陷地結構的微帶濾波器，在兩階階躍阻抗諧振腔產生雙頻特性的基礎上，通過加載環形缺陷地結構和箭頭形缺陷地結構改變電路的等效電抗，增強輸入輸出的耦合，從而有效的擴展第二個通信頻帶帶寬至800M，使之符合WLAN通信的要求。本實用新型所解決的技術問題是這樣實現的一種用於無線區域網的含缺陷地結構的微帶濾波器，包括雙S形結構輻射單元I、雙直角形結構2、箭頭形DGS結構3和環形DGS結構4，其特徵是雙S形結構I是由兩個互相對稱的由五段傳輸線連接而成的S形結構組成，且五段傳輸線連接處的兩段均相互垂直；雙直角形結構2由兩個互相對稱的直角形結構組成；箭頭形DGS結構3和環形DGS結構4分別是一個環形的和箭頭形的缺陷地結構。所述的一種用於無線區域網的含缺陷地結構的微帶濾波器，其特徵是該濾波器為印刷版濾波器，環形缺陷地結構4對應於雙S形結構輻射單元I內部；雙直角形結構2與 雙S形結構輻射單元I的下邊平行-M S形結構輻射單元I、雙直角形結構2均是位於介質基板的一面的金屬片，而箭頭形DGS結構3和環形DGS結構4則是在介質基板另一面的完整的金屬片上蝕刻出的兩個結構。本實用新型還可以包括這樣一些結構特徵1、所述的缺陷地結構可以採用矩形結構、圓形結構、多邊形結構和分形結構等多種形狀，設計不同形狀和結構的雙頻濾波器。通過調整DGS槽孔的幾何尺寸實現濾波器的小型化設計和雙頻工作特性的設計。2、採用雙S型耦合兩階SIR結構和缺陷地結構複合的形式實現平面印刷濾波器線結構，有效減小濾波器的體積和尺寸，滿足小型化濾波器的設計。本實用新型使用的箭頭形和環形的缺陷地結構，不僅可以擴展濾波器的帶寬，提高WLAN濾波器的雙頻特性。本實用新型所設計的雙S型耦合兩階S IR結構和缺陷地結構複合結構的WLAN濾波器，根據雙階SIR的諧振條件和箭頭形及環形缺陷地結構的諧振條件，使得其配合來實現2. 4GHz和5. 2GHz的WLAN雙頻通信的需要。本實用新型與現有技術相比，具有顯著的優點本實用新型可以實現完美的WLAN雙頻段的濾波器效果，由於WLAN的兩個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，利用傳統的設計方法很難同時實現滿足這兩個帶寬的需要。而本實用新型利用兩階「S」形SIR結構來產生雙頻特性，此後利用箭頭形及環形缺陷地結構來進一步擴展第二個頻段的帶寬使之滿足設計的需要。

圖I是本實用新型實施實例I的基本結構俯視圖。圖2是本實用新型實施實例I的背面結構俯視圖。
具體實施方式
以下結合附圖舉例對本實用新型做更詳細地描述實施例一結合圖1，用於無線區域網的雙頻帶微帶濾波器由雙S形結構單元和直角形結構組成。兩個結構之間間距很小，使其兩部分能夠相互耦合。根據所示的結構，只要選擇合適的尺寸，就能滿足其雙頻帶工作特性。[0017]實施例一介質基板的介電常數一般在2-9. 8之間，本實用新型採用的介電常數為2.65的聚四氟乙烯板，該基板價格較低，損耗較小，基於上述要求。在實際中，可根據實際應用採用介電常數損耗角小的介質基板，如介電常數損耗角小於10_3的基板。本實用新型採用的介質基板的厚度為I. 6mm，滿足所需的強度。實施例一整個濾波器的諧振部分由雙S形結構單元和直角形結構組成。為了減小濾波器的體積，將兩階階躍諧振腔摺疊成雙S 形。此設計不僅使得濾波器的結構更為緊湊，更能很好的實現雙頻帶通信。採用箭頭形結構和環形結構，結構簡單，便於製作和批量生產，且能有效的擴展雙頻帶通信中的第二個頻帶，使得其能完美的滿足WLAN通信的要求。
權利要求1.一種用於無線區域網的含缺陷地結構的微帶濾波器，包括雙S形結構輻射單元(I)、雙直角形結構(2)、箭頭形DGS結構(3)和環形DGS結構(4)，其特徵是雙S形結構(I)是由兩個互相對稱的由五段傳輸線連接而成的S形結構組成，且五段傳輸線連接處的兩段均相互垂直；雙直角形結構(2)由兩個互相對稱的直角形結構組成；箭頭形DGS結構(3)和環形DGS結構(4)分別是一個環形的和箭頭形的缺陷地結構。
2.根據權利要求I所述的一種用於無線區域網的含缺陷地結構的微帶濾波器，其特徵是該濾波器為印刷版濾波器，環形缺陷地結構(4)對應於雙S形結構輻射單元(I)內部；雙直角形結構(2)與雙S形結構輻射單元(I)的下邊平行；雙S形結構輻射單元(I)、雙直角形結構(2)均是位於介質基板的一面的金屬片，而箭頭形DGS結構(3)和環形DGS結構(4)則是在介質基板另一面的完整的金屬片上蝕刻出的兩個結構。
專利摘要本實用新型涉及的是一種用於無線區域網的含缺陷地結構的微帶濾波器，主要解決一般WLAN濾波器不能完整覆蓋第二個通帶700M帶寬的問題。它屬於平面印刷板濾波器，環形缺陷地結構4對應於雙S形結構輻射單元1內部；雙直角形結構2與雙S形結構輻射單元1的下邊平行；雙S形結構輻射單元1、雙直角形結構2均是位於介質基板的一面的金屬片，而箭頭形DGS結構3和環形DGS結構4則是在介質基板另一面的完整的金屬片上蝕刻出的兩個結構。本實用新型的環形缺陷地結構和箭頭形缺陷地結構改變電路的等效電抗，增強輸入輸出的耦合，從而有效的擴展第二個通信頻帶帶寬至800M，使之符合WLAN通信的要求。
文檔編號H01P7/08GK202550037SQ20112051853
公開日2012年11月21日 申請日期2011年12月10日 優先權日2011年12月10日
發明者劉乘源, 汪曉君, 胡萍 申請人:哈爾濱飛羽科技有限公司