階躍阻抗諧振腔的三通帶WiMAX微帶濾波器的製作方法

2023-04-26 06:09:36

專利名稱：階躍阻抗諧振腔的三通帶WiMAX微帶濾波器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種階躍阻抗諧振腔的三通帶WiMAX微帶濾波器，該濾波器可以用於濾去鏡頻幹擾、衰減噪聲、頻分復用以及在高性能的振蕩、放大、倍頻和混頻電路中，適用於多通帶通信、WLAN通信和WiMAX通信。
背景技術：
現在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。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。基於微帶結構的多通帶濾波 器可以做到非常緊湊，並且易於與基站中的射頻前端結合，非常利於應用。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。WiMax (Worldwide Interoperability for Microwave Access),即全球微波互聯接入，是一項無線城域網(WMAN)技術，是針對微波和毫米波頻段提出的一種新的空中接口標準。WiMAX也叫802 · 16無線城域網或802. 16。WiMAX是一項新興的寬帶無線接入技術，能提供面向網際網路的高速連接，數據傳輸距離最遠可達50km。WiMAX還具有QoS保障、傳輸速率高、業務豐富多樣等優點。WiMAX的技術起點較高，採用了代表未來通信技術發展方向的0FDM/0FDMA、AAS、MIMO等先進技術，隨著技術標準的發展，WiMAX逐步實現寬帶業務的移動化，而3G則實現移動業務的寬帶化，兩種網絡的融合程度會越來越高。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，更不能用於WiMAX通信。發明內容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，提出一種階躍阻抗諧振腔的三通帶WiMAX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，通過加載附加諧振腔結構改變濾波器的電流分布實現第3個通帶，並且通過調整附加諧振腔的尺寸可以使3個頻帶在滿足WiMAX通信要求的同時兼容WLAN通信。本實用新型所解決的技術問題是這樣實現的一種階躍阻抗諧振腔的三通帶WiMAX微帶濾波器，包括雙S形結構輻射單元、雙直角形結構和附加諧振腔結構，其特徵是雙S形結構I和附加諧振腔結構3都是由幾段傳輸線連接而成，且具對稱性；雙直角形結構2由兩個互相對稱的直角形結構組成；該濾波器為印刷版濾波器，附加諧振腔結構3與雙S形結構輻射單元I相連；雙直角形結構2與雙S形結構輻射單元I和附加諧振腔結構3均位於介質基板的同一面。本實用新型還可以包括這樣一些結構特徵·[0009]I、所述的附加諧振器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。通過調整附加諧振器的幾何尺寸實現濾波器的小型化設計和三通帶工作特性的設計。2、採用雙S型耦合兩階SIR結構和附加諧振器和缺陷地結構複合的形式實現平面印刷濾波器線結構，可有效減小濾波器的體積和尺寸，滿足小型化濾波器的設計；本實用新型使用的附加諧振器結構可以改變濾波器的電流分布，使其出現第3個諧振頻率，實現三通帶通信。本實用新型所設計的雙S型耦合兩階SIR結構和附加諧振器複合結構的三通帶WiMAX濾波器，根據兩階SIR的諧振條件和附加諧振器的諧振條件，使得其配合來實現
2.4GHz和5. 2GHz的WLAN雙頻通信的需要和WiMAX三個應用頻段的需要。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；而本實用新型在兩階階躍阻抗諧振腔產生雙頻特性的基礎上，通過加載附加諧振腔結構改變濾波器的電流分布實現第3個通帶，並且通過調整附加諧振腔的尺寸可以使3個頻帶在滿足WiMAX通信要求的同時兼容WLAN通信。

圖I是本實用新型實施實例I的基本結構俯視圖。
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。實施實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。實施實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，附加諧振器與雙S形結構相連改變了電流分布，有效的產生了一個新的通帶，使本實用新型的濾波器在實現2. 4G和5. 2G的雙通帶WLAN通信的同時兼容WiMAX通信，且隔離特性較好。
權利要求1.一種階躍阻抗諧振腔的三通帶WiMAX微帶濾波器，包括雙S形結構輻射單元(I )、雙直角形結構(2)和附加諧振腔結構(3)，其特徵是雙S形結構(I)和附加諧振腔結構(3)都是由幾段傳輸線連接而成，且具對稱性；雙直角形結構(2)由兩個互相對稱的直角形結構組成。
2.根據權利要求I所述的階躍阻抗諧振腔的三通帶WiMAX微帶濾波器，其特徵是該濾波器為印刷版濾波器，附加諧振腔結構(3)與雙S形結構輻射單元(I)相連；雙直角形結構(2)與雙S形結構輻射單元(I)和附加諧振腔結構(3)均位於介質基板的同一面。
專利摘要本實用新型涉及的是一種階躍阻抗諧振腔的三通帶WiMAX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帶寬的問題且將其應用擴展到三通帶。該濾波器為印刷版濾波器，附加諧振腔結構3與雙S形結構輻射單元1相連；雙直角形結構2與雙S形結構輻射單元1和附加諧振腔結構3均位於介質基板的同一面。本實用新型的附加諧振腔結構可改變濾波器的電流分布實現第3個通帶，並且通過調整附加諧振腔的尺寸可以使3個頻帶在滿足WiMAX通信要求的同時兼容WLAN通信。
文檔編號H01P1/203GK202712387SQ201120518740
公開日2013年1月30日 申請日期2011年12月10日 優先權日2011年12月10日
發明者汪曉君, 劉乘源, 胡萍 申請人:哈爾濱飛羽科技有限公司