基於螺旋缺陷地結構的小型化雙頻帶帶通微波濾波器的製造方法

2023-04-22 22:23:36

基於螺旋缺陷地結構的小型化雙頻帶帶通微波濾波器的製造方法
【專利摘要】一種基於螺旋缺陷地結構的小型化雙頻帶帶通微波濾波器，包括有基板和覆蓋在接地板上的介質層，所述的接地板上形成有對稱設置或同向設置的Z型缺陷地，所述的介質層上還設置有T型微帶線，所述的T型微帶線與所述的Z型缺陷地為對應且相耦合的設置。所述的接地板上的Z型缺陷地為雙螺旋缺陷地結構，所述的雙螺旋缺陷地結構是所述Z型缺陷地兩端的支路分別延長構成螺旋結構。所述的T型微帶線位於Z型缺陷地的正上方，所述的Z型缺陷地與所述的T型微帶線具有相同的對稱中心。本發明實現了兩種不同類型雙頻帶帶通濾波器具有良好的選擇性，較寬的帶寬以及通帶衰減小等性能，有效解決了傳統雙頻帶帶通濾波器製作尺寸大，成本高的缺陷。
【專利說明】基於螺旋缺陷地結構的小型化雙頻帶帶通微波濾波器

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種帶通微波濾波器。特別是涉及一種基於螺旋缺陷地結構的小型化雙頻帶帶通微波濾波器。

【背景技術】
[0002]隨著無線通信技術的發展，小型化的微波器件的需求日益增加。微波濾波器作為現代微波器件中的關鍵器件之一，是用來分離不同頻率微波信號的一種器件，它的主要作用是抑制不需要的信號，使其不能通過濾波器，只讓需要的信號通過，在毫米波通信、雷達導航、電子對抗、飛彈制導、測試儀表等系統中有著廣泛的作用。在微波電路系統中，濾波器的性能對電路的性能指標有很大的影響，因此，如何提尚濾波器的選擇的特性，以及減小它們的尺寸成為現在研宄的熱點。
[0003]隨著近年來不斷發展的多頻帶無線系統，雙頻帶帶通濾波器備受關注。研宄人員在這方面做了很多的工作，也提出了許多的設計方法。然而，如何實現在不大幅度增大設計尺寸和提高製作成本的前提下，設計和製造出具有尺寸小，通帶內插入損耗低，選擇性好等特性的雙頻帶帶通濾波器仍然是現在的研宄人員和生產廠商需要解決的一個重要課題。


【發明內容】

[0004]本發明所要解決的技術問題是，提供一種能夠通過T-型微帶線與螺旋缺陷地之間的多模耦合產生兩個頻帶的基於螺旋缺陷地結構的小型化雙頻帶帶通微波濾波器。
[0005]本發明所採用的技術方案是:一種基於螺旋缺陷地結構的小型化雙頻帶帶通微波濾波器，包括有基板和覆蓋在接地板上的介質層，所述的接地板上形成有對稱設置或同向設置的Z型缺陷地，所述的介質層上還設置有T型微帶線，所述的T型微帶線與所述的Z型缺陷地為對應且相耦合的設置。
[0006]所述的接地板上的Z型缺陷地為雙螺旋缺陷地結構，所述的雙螺旋缺陷地結構是所述Z型缺陷地兩端的支路分別延長構成螺旋結構。
[0007]所述的T型微帶線位於Z型缺陷地的正上方，所述的Z型缺陷地與所述的T型微帶線具有相同的對稱中心。
[0008]本發明的基於螺旋缺陷地結構的小型化雙頻帶帶通微波濾波器，實現了兩種不同類型雙頻帶帶通濾波器，該雙頻帶帶通濾波器具有良好的選擇性，較寬的帶寬以及通帶衰減小等性能，有效解決了傳統雙頻帶帶通濾波器製作尺寸大，成本高的缺陷。通過改變二階雙頻帶帶通濾波器的螺旋結構的總長度和T-型微帶線的尺寸，可以調整通帶的中心頻率，兩個螺旋缺陷地之間的距離的調整可以改變通帶帶寬。通過精確控制本發明的結構參數，可獲得滿足不同需求的高性能雙頻帶微波濾波器。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是本發明的Z型缺陷地結構示意圖；
[0010]圖如是本發明同向設置的2型缺陷地與I型微帶線的位置關係示意圖；
[0011]圖26是本發明對稱設置的2型缺陷地與I型微帶線的位置關係示意圖；
[0012]圖3是圖23或圖26的側視圖；
[0013]圖4是本發明的雙螺旋缺陷地結構的示意圖；
[0014]圖5是本發明的二階對稱形式的雙螺旋缺陷地結構的雙頻帶帶通濾波器的結構示意圖；
[0015]圖6是本發明的二階同向形式的雙螺旋缺陷地結構的雙頻帶帶通濾波器的結構示意圖；
[0016]圖7是本發明I型微帶線的結構示意圖；
[0017]圖8是二階對稱雙螺旋缺陷地結構的雙頻帶帶通濾波器和二階同向雙螺旋缺陷地結構的雙頻帶帶通濾波器的傳輸特性。
[0018]圖中
[0019]1:基板2:介質層
[0020]3:1型微帶線4:2型缺陷地
[0021]41:支路42:支路
[0022]43:中心軸

【具體實施方式】
[0023]下面結合實施例和附圖對本發明的基於螺旋缺陷地結構的小型化雙頻帶帶通微波濾波器做出詳細說明。
[0024]如圖1、圖％、圖2以圖3所示，本發明的基於螺旋缺陷地結構的小型化雙頻帶帶通微波濾波器，包括有接地板1和覆蓋在接地板1上的介質層2，所述的接地板1上形成有對稱設置或同向設置的2型缺陷地4，所述的介質層2上還設置有I型微帶線3，所述的丁型微帶線3與所述的2型缺陷地4為對應且相耦合的設置。
[0025]所謂缺陷地，是在完整的地電極上去除一部分而形成的地電極上的缺陷結構。經研宄發現，對稱設置或同向設置的2型缺陷地4與I型微帶線3 (結構如圖2^圖26所示)所形成的耦合，可以產生明顯的帶通特性。在這個結構中，2型缺陷地4在？⑶板的底面，X型微帶線3在板的頂面。所述的I型微帶線3位於2型缺陷地4的正上方，所述的2型缺陷地4與所述的I型微帶線3具有相同的對稱中心。
[0026]為了進一步增強此耦合，需要使2型缺陷地的兩端的支路進一步延長，但此方案不利於濾波器設計的小型化。為此，本發明將2型缺陷地的支路彎曲摺疊，從原來簡單的折線形狀變形為雙螺旋結構。如圖3所示，所述的接地板1上的2型缺陷地4為雙螺旋缺陷地結構，所述的雙螺旋缺陷地結構是所述2型缺陷地4兩端的支路41、42分別延長構成螺旋結構。
[0027]變形以後所得到的對稱設置或同向設置的雙螺旋結構的2型缺陷地分別如圖5、圖6所示。此雙螺旋結構與I型微帶線3之間的耦合明顯增強，從而優化了濾波特性，並實現了濾波器設計的小型化及雙頻帶性能。
[0028]具有同向和對稱的雙螺旋缺陷地結構的帶通濾波器的傳輸特性如圖8所示。從圖中可以看出，在1.9如2及2.6如2附近，兩種濾波器都出現了兩個插入損耗低、頻率選擇性好的通帶。
[0029]本發明的基於螺旋缺陷地結構的小型化雙頻帶帶通微波濾波器的製作過程是:
[0030]重複摺疊Z型缺陷地結構得到圖4所示的雙螺旋缺陷地結構，摺疊部分為圖中Ia和lb。圖4所示的螺旋缺陷地結構通過對稱變換得到圖5所示的3a，3b結構形式，通過平移變換可以得到圖6中4a、4b結構形式，這兩種形式都產生相似的頻率響應。圖7中的5a(5b)、6a(6b)為介質層上的T型微帶線結構。本發明提出的對稱設置或同向設置這兩種不同形式的雙頻帶帶通濾波器，是在PCB板的上下兩面，由兩種不同形式的螺旋缺陷地結構與對稱的T型微帶線結構構成的。
[0031]最佳的，二階雙頻帶帶通濾波器的T型微帶線結構落在螺旋缺陷地結構的正上方，具有相同的對稱中心。
[0032]最佳的，本實例中，接地板選擇介電常數為2.2，正切角損耗為0.0009，厚度為0.508mm 的 Rogers RT/duroid 5880(tm)。
[0033]最佳的，本發明的具體尺寸如下:
[0034]雙螺旋結構3 (a)，3 (b)，4 (a)，4 (b)的中心軸(即圖1所示的43)的長度為3.6mm，寬度為0.5mm，4(a), 4 (b)雙螺旋線(即圖3的Ia和Ib)總長度為33.5mm，螺旋線的寬度為0.2mm，摺疊螺旋線之間的間距為0.2mm.兩個螺旋缺陷地之間的距離Gl為1mm。T型微帶線5a，5b的長度為5.4mm，寬度為1mm，T型微帶線6a，6b的長度為4.6mm，寬度為1.2mm，兩個T型微帶線之間的間距為0.4mm.
[0035]綜上所述，本發明的本發明的基於螺旋缺陷地結構的小型化雙頻帶帶通微波濾波器，是通過雙螺旋缺陷地結構與T型微帶線結構之間的不同形式的耦合來實現雙頻帶性能的。通過這種耦合實現的雙頻帶帶通濾波器能夠很好的實現小型化和達到高性能的目的。
[0036]雖然以上描述了本發明的【具體實施方式】，但這些僅是舉例說明，本發明保護範圍是由所附權利要求書限定的。本領域人員在不背離本發明的原理和實質的前提下，可以對這些實施方式作出修改或變更，但這些修改和變更都落入本發明的保護範圍。
【權利要求】
1.一種基於螺旋缺陷地結構的小型化雙頻帶帶通微波濾波器，包括有基板(I)和覆蓋在接地板(I)上的介質層(2)，其特徵在於，所述的接地板(I)上形成有對稱設置或同向設置的Z型缺陷地(4)，所述的介質層上還設置有T型微帶線(3)，所述的T型微帶線(3)與所述的Z型缺陷地(4)為對應且相耦合的設置。
2.根據權利要求1所述的基於螺旋缺陷地結構的小型化雙頻帶帶通微波濾波器，其特徵在於，所述的接地板(I)上的Z型缺陷地(4)為雙螺旋缺陷地結構，所述的雙螺旋缺陷地結構是所述Z型缺陷地(4)兩端的支路(41、42)分別延長構成螺旋結構。
3.根據權利要求1或2所述的基於螺旋缺陷地結構的小型化雙頻帶帶通微波濾波器，其特徵在於，所述的T型微帶線(3)位於Z型缺陷地(4)的正上方，所述的Z型缺陷地(4)與所述的T型微帶線(3)具有相同的對稱中心。
【文檔編號】H01P1/203GK104466318SQ201410667231
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月20日 優先權日:2014年11月20日
【發明者】肖謐, 孫國亮 申請人:天津大學