基于分形缺陷结构的等腰直角三角形微带带阻滤波器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种基于分形缺陷结构的等腰直角三角形微带带阻滤波器，属于微波通讯设备技术领域。其特征在于：每个谐振器采用做过分形微扰的等腰直角三角形贴片制成，而等腰直角三角形贴片做过的分形微扰是指在贴片内部设置一个倒置的等腰三角形缺陷微扰，两个谐振器并联在同一条水平线上，并采用变距离耦合，两个谐振器的输入馈线和输出馈线在同一水平线上，并位于等腰直角三角形谐振器底边的下方，与谐振器通过缝隙耦合来产生滤波功能。本实用新型专利技术比传统贴片滤波器节省了电路体积，实现了高性能的阻带，并且具有滤波器几何结构简单、馈线简洁、易加工、成本低等优点，可以规模化生产并广泛应用于小型化的射频系统中。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术是一种基于分形技术的、小型化的高性能微带带阻滤波器，尤其是采用了最新的等腰直角三角形谐振器级联结构，并用分形缺陷微扰实现的微带带阻滤波器。
技术介绍
滤波器在雷达、通信及多频率工作系统，如参数放大器、微波固体倍频器、微波固体混频器中都有着广泛的应用。现代微波通信系统，尤其是卫星通信和移动通信系统，都需要高性能、低损耗的滤波器，并希望滤波器具有更小的体积、更轻的重量以及更低的价格。 微波滤波器也是最为最要、技术含量最高的微波无源器件。由于现在的微波射频应用系统越来越向小型化集成化方向发展，因此微波平面滤波器倍受青睐，滤波器的小型化研究正越来越成为研究的热点，在小型化的基础上，如何提高滤波器的性能就显得更为重要。目前采用贴片结构实现的带阻滤波器非常少。分形是自然界中一切具有自相似形状的物体的总称。其原意是不规则、支离破碎等，其概念是数学家曼德布罗特(B.B.Mandelbort)首先提出的。分形结构由于具有自相似性和空间填充性这些独特的性质，在很多领域的发展都如火如荼。近年来在微波领域也引起广泛关注，许多学者已经将分形的思想应用到了天线设计中，但在滤波器的设计方面还是比较少见的，特别是用分形结构实现带阻滤波器更是鲜见。近些年来，微波工作者提出了各式各样的贴片谐振器结构，如圆环形、方环形、圆贴片、方贴片结构，但是甚少有人研究三角形贴片结构，特别是等腰直角三角形贴片谐振器的研究长期没有得到重视。将分形技术应用于滤波器的设计，特别是应用于等腰直角三角形贴片谐振器中，还是一个非常新颖的实例。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种基于分形思想和等腰直角三角形贴片谐振器结构的微带带阻滤波器，该滤波器体积小巧、制作简单、成本低廉、便于平面电路集成，同时可以大大提高滤波器的性能，可以推广使用到多种小型的射频系统中。为了达到上述目的，本技术所采取的技术方案是—种基于分形缺陷结构的等腰直角三角形微带带阻滤波器，包括正面部分的谐振器和输入输出端口、反面部分的金属镀层以及中间层的介质板，正面部分的谐振器和输入输出端口在同一平面上，反面部分的金属镀层是微带的接地板，中间层的介质板位于正面部分的谐振器和反面部分的金属镀层之间；其特征在于所述正面部分的谐振器包含有两个谐振器，所述每个谐振器采用做过分形微扰的等腰直角三角形贴片构成；所述两个谐振器并联在同一条水平线上，并采用变距离耦合，两个谐振器的输入馈线和输出馈线在同一水平线上，并位于等腰直角三角形谐振器底边的下方，与谐振器通过缝隙耦合。前述的一种基于分形缺陷结构的等腰直角三角形微带带阻滤波器，其特征在于 所述正面部分的谐振器、输入馈线、输出馈线和反面部分的金属镀层所采用的材料是导电性能良好的金、银或铜。前述的一种基于分形缺陷结构的等腰直角三角形微带带阻滤波器，其特征在于 所述等腰直角三角形贴片做过的分形微扰是指在贴片内部设置一个倒置的等腰三角形缺陷微扰，所述等腰三角形缺陷微扰与等腰直角三角形贴片共有同一个对称轴，而且等腰三角形缺陷微扰底边的两个点正好位于等腰直角三角形贴片的两条直角边上，等腰三角形缺陷微扰的顶点不与等腰直角三角形贴片的边接触。前述的一种基于分形缺陷结构的等腰直角三角形微带带阻滤波器，其特征在于 所述两个谐振器的输入馈线和输出馈线与等腰直角三角形谐振器底边的距离是0. 2mm。前述的一种基于分形缺陷结构的等腰直角三角形微带带阻滤波器，其特征在于 所述两个谐振器下方的输入馈线和输出馈线为50欧姆输入馈线和50欧姆输出馈线。本技术的有益效果是1、本技术在传统的矩形贴片谐振器的基础上，采用了新颖的等腰直角三角形贴片谐振器结构，而且巧妙地用两个等腰直角三角形贴片级联，并使用等腰三角形分形缺陷做微扰，设计出一种结构非常简单、新颖的微带带阻滤波器，符合现代通信系统小型化的发展要求。该滤波器具有良好的性能，可在多种微波系统包括移动通信系统中得到推广与应用。2.该滤波器有很小的插入损耗，良好的谐波抑制能力，解决了传统滤波器谐波抑制能力差的疑难问题。3.该滤波器几何结构非常简单，微扰简洁大方，易于制作加工，可以适用于小型化通信设备当中。4.该滤波器全部利用微带PCB工艺生产，成本低、易加工且加工精度要求不高、重复性好，可适用于标准化、规模化生产。附图说明图1为实施例结构示意图；图2为实施例的S11参数仿真结果图；图3为实施例的S21参数仿真结果图；图4为实施例中有分形缺陷微扰与不做任何微扰的对比波形图；图5为改变实施例的微扰三角形高度时对应的谐振器工作频率的变化情况；图6为实施例的测试结果与仿真结果对照图。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步的描述。本滤波器包括正面部分的谐振器和输入输出馈线、反面部分的金属镀层以及中间层的介质板，如图1所示，正面部分的两个谐振器①，每个谐振器采用做过分形微扰的等腰直角三角形贴片制成；两个谐振器①并联在同一条水平线上，相互离开一段距离，并采用变距离耦合。两个谐振器①的输入馈线③和输出馈线④在同一水平线上，并位于等腰直角三角形谐振器①底边的下方，与谐振器①通过缝隙耦合来产生滤波功能。等腰直角三角形贴片做过的分形微扰是指在贴片内部设置一个倒置的等腰三角形缺陷微扰②，等腰三角形缺陷微扰②与等腰直角三角形贴片共有同一个对称轴，而且等腰三角形缺陷微扰②底边的两个点正好位于等腰直角三角形贴片的两条直角边上，等腰三角形缺陷微扰②的顶点不与等腰直角三角形贴片的边接触。滤波器可通过改变等腰三角形缺陷微扰②的高度大小来控制滤波器的工作频率和传输零点的位置，具体变化情况如图5所示。滤波器正面部分的谐振器、馈线和反面部分的金属镀层所采用的材料是导电性能良好的金、银或铜。设计时，为了使输入馈线③和输出馈线④与等腰直角三角形滤波器①达到较好的缝隙耦合效果，输入馈线③和输出馈线④与等腰直角三角形谐振器①底边的距离是 0. 2mmο下面介绍一个本技术滤波器的实施例。本实施例采用相对介电常数Cr =10. 2，厚度h=l. 27mm的介质板，经过设计、仿真和优化，最终确定该带通滤波器的具体尺寸如图1所示，Ll=41mm，L2=15mm, L3=8mm, L4=5mm, hl=7. 5mm, h2=4mm, h3=2mm, sl=0. 2mm, s2=lmm, d=l. 2mm。通过调节输入馈线③和输出馈线④与谐振器①间的距离可以调节耦合强度，通过改变贴片内部等腰三角形缺陷微扰②的高度大小，可以小范围改变滤波器的工作频率。图2和图3是S参数的仿真曲线；图4给出了有微扰和不做任何微扰情况下频率响应的对比，以此显现缺陷微扰的作用；图6是仿真结果与实际测试结果的对照。测量工具使用的是Agilent (安捷伦)公司生产的E5071C型号的矢量网络分析仪。该实施例滤波器仿真结果工作频率3. 85GHz，相对带宽为2.5%，带内损耗为 1. 2dB,阻带外上下通带的带宽分别大于2. 5GHz和4. 5GHz ；实际测量结果中心频率为 3. 85GHz，相对带宽为3. 0%，带内损耗为1. 9dB，实现了良好的带外谐波抑制。仿真结果与测试结果吻合。显示和描述了本技术的基本原理和主要特征和本技术的优点。本行业的技术人员应该了解，本技术不受上本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种基于分形缺陷结构的等腰直角三角形微带带阻滤波器，包括正面部分的谐振器和输入输出端口、反面部分的金属镀层以及中间层的介质板，正面部分的谐振器和输入输出端口在同一平面上，反面部分的金属镀层是微带的接地板，中间层的介质板位于正面部分的谐振等腰直角三角形谐振器底边的下方，与谐振器通过缝隙耦合。器和反面部分的金属镀层之间；其特征在于：所述正面部分的谐振器包含有两个谐振器，所述每个谐振器采用做过分形微扰的等腰直角三角形贴片构成；所述两个谐振器并联在同一条水平线上，并采用变距离耦合，两个谐振器的输入馈线和输出馈线在同一水平线上，并位于

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：肖建康，祖霄鹏，
申请(专利权)人：河海大学常州校区，
类型：实用新型
国别省市：32