一种小型化宽带五频带的带通滤波器

技术领域

本发明涉及微波毫米波技术领域，具体为一种小型化宽带五频带的带通滤波器。

背景技术

微波滤波器是用来分离不同频率微波信号的一种器件。它的主要作用是抑制不需要的信号，使其不能通过滤波器,只让需要的信号通过。分类可以按功能、组成元件和传输线结构进行：按功能分类有低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器；按组成的元件分类有集中参数滤波器、分布参数滤波器和集中参数与分布参数混合型滤波器。

随着无线通信技术的迅速发展，频率资源变得更加紧张。同时，频带的划分也更加精细。其中，全球移动通信系统其下行频率为0.935-0.954GHz。全球微波互联接入其频率为3.3-3.8GHz。无线局域网5.2-5.8GHz。现有技术中的多频带覆盖范围较窄，3dB带宽较窄，仅仅能够针对特定的使用环境进行使用，无法满足各种不同使用环境的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种小型化宽带五频带的带通滤波器，以解决上述背景技术中提出现有技术中的多频带覆盖范围较窄，3dB带宽较窄，仅仅能够针对特定的使用环境进行使用，无法满足各种不同使用环境的需求的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种小型化宽带五频带的带通滤波器，包括上层微带结构、中间层介质基板和下层接地金属板，所述上层微带结构附着在中间层介质基板的上表面，所述下层接地金属板附着在中间层介质基板的下表面，所述上层微带结构为五频带的带通滤波器，所述五频带的带通滤波器包括两端的输入馈线与输出馈线，所述输入馈线与输出馈线之间设置有正方形结构，所述正方形结构内部设置有正八边形结构，所述正八边形结构内部沿着正方形结构的对角线为中心线对称设置有两组渐变的阶跃阻抗谐振器。

进一步而言，所述中间层介质基板为Taconic RF-35,相对介电常数为3.5，介质板厚为0.508mm。

进一步而言，所述阶跃阻抗谐振器包括第一阶梯抗阻线、第二阶梯抗阻线、第三阶梯抗阻线、第四阶梯抗阻线、第五阶梯抗阻线和第六阶梯抗阻线。

进一步而言，所述第一阶梯抗阻线、第二阶梯抗阻线和第三阶梯抗阻线的长度沿着正方形结构的对角线为中心线由外至内一次增长，所述第一阶梯抗阻线的长度等于第六阶梯抗阻线，所述第二阶梯抗阻线的长度等于第五阶梯抗阻线，所述第三阶梯抗阻线的长度等于第四阶梯抗阻线。

进一步而言，所述第一阶梯抗阻线、第二阶梯抗阻线、第三阶梯抗阻线、第四阶梯抗阻线、第五阶梯抗阻线、第六阶梯抗阻线、微带线和开路枝节线组合形成多个U型结构。

进一步而言，所述开路枝节线共有十二个，所述开路枝节线分别对应正八边形结构的八个顶点和正方形结构的各边中心点。

进一步而言，所述输入馈线与输出馈线均为50Ω的微带馈线。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、该发明的内部为一个正方形结构和一个正八边形结构，将正八边形结构与正方形结构做减操作，为了提高宽带，在正八边形结构的八个顶点分别加载一对开路枝节，并在正方形结构各边中点加载一个开路枝节,通过分别与两端输入馈线和输出馈线相连，实现宽带五频带。

2、该发明的正八边形结构内部沿着正方形结构的对角线为中心线对称设置有两组渐变的阶跃阻抗谐振器。阶跃阻抗谐振器包括第一阶梯抗阻线、第二阶梯抗阻线、第三阶梯抗阻线、第四阶梯抗阻线、第五阶梯抗阻线和第六阶梯抗阻线，所述第一阶梯抗阻线、第二阶梯抗阻线、第三阶梯抗阻线、第四阶梯抗阻线、第五阶梯抗阻线和第六阶梯抗阻线均通过微带线连接有开路枝节线。使用的时候能够有效抑制WiMAX、WLAN以及C波段等五个频率的信号干扰，并且具有宽带特性的宽带五频带滤波器能够满足各种不同的应用场景需求。

附图说明

图1为本发明的基本结构示意图；

图2为本发明加载开路枝节的整体结构示意图；

图3为本发明的基本五频带带通滤波器的频率响应曲线；

图4为本发明加载开路枝节的五频带带通滤波器的频率响应曲线；

图中：1-输入馈线、2-输出馈线、3-正方形结构、4-正八边形结构、5-阶跃阻抗谐振器、6-第一阶梯抗阻线、7-第二阶梯抗阻线、8-第三阶梯抗阻线、9-微带线、10-开路枝节线、11-第四阶梯抗阻线、12-第五阶梯抗阻线、13-第六阶梯抗阻线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：

一种小型化宽带五频带的带通滤波器，包括上层微带结构、中间层介质基板和下层接地金属板，所述上层微带结构附着在中间层介质基板的上表面，所述下层接地金属板附着在中间层介质基板的下表面，上层微带结构为五频带的带通滤波器，五频带的带通滤波器包括两端的输入馈线1与输出馈线2，输入馈线1与输出馈线2之间设置有正方形结构3，正方形结构3内部设置有正八边形结构4，正八边形结构4内部沿着正方形结构3的对角线为中心线对称设置有两组渐变的阶跃阻抗谐振器5。

本发明中，中间层介质基板为Taconic RF-35,相对介电常数为3.5，介质板厚为0.508mm。

本发明中，阶跃阻抗谐振器5包括第一阶梯抗阻线6、第二阶梯抗阻线7、第三阶梯抗阻线8、第四阶梯抗阻线11、第五阶梯抗阻线12和第六阶梯抗阻线13。

本发明中，第一阶梯抗阻线6、第二阶梯抗阻线7和第三阶梯抗阻线8的长度沿着正方形结构3的对角线为中心线由外至内一次增长，第一阶梯抗阻线6的长度等于第六阶梯抗阻线13，第二阶梯抗阻线7的长度等于第五阶梯抗阻线12，第三阶梯抗阻线8的长度等于第四阶梯抗阻线11。

本发明中，第一阶梯抗阻线6、第二阶梯抗阻线7、第三阶梯抗阻线8、第四阶梯抗阻线11、第五阶梯抗阻线12、第六阶梯抗阻线13、微带线9和开路枝节线10组合形成多个U型结构。

本发明中，开路枝节线10共有十二个，开路枝节线10分别对应正八边形结构4的八个顶点和正方形结构3的各边中心点。

本发明中，输入馈线1与输出馈线2均为50Ω的微带馈线。

实施例

本发明是基于PCB工艺的双层电路板，其上层为设计的五频带滤波器，下层为接地金属板。选用的介质基板为Taconic RF-35,相对介电常数为3.5，介质板厚为0.508mm。

结合附图1，将正方形结构3与正八边形结构4做合并，将其内部挖空，将对称设置的两组具有渐变结构的阶跃阻抗谐振器5内嵌在内部，形成基本的结构图。结合附图3，0-8GHz频带内产生五个频率点，存在问题是第二频率点深度小于10dB,第三、四频率点可合并，产生虚假频带。

为了合并附图3的虚假频率点，提高带内深度，本发明在正八边形结构4的八个顶点及正方形结构3各边中点加载开路枝节，结合附图4，五个频带中心点分别为0.95GHz,2.06GHz,3.49GHz,5.12GHz,7.43GHz，可用于抑制GSM、WiMAX、WLAN等频率信号，其3dB带宽分别为0.85-1GHz(15.8％)、1.86-2.26GHz(19.4％)、2.68-3.71GHz(29.5％)、4.71-5.3GHz(11.5％)、7.25-7.87GHz(8.3％)。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。