基于pbg结构的共面波导超宽带带通滤波器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种基于PBG结构的共面波导超宽带带通滤波器，属于微波技术领域。
【背景技术】
[0002]随着超宽带无线通信技术的迅猛发展和微波器件集成度的日益提高，大力研制微波单片集成电路(MMIC)成为微波领域的一个热点。
[0003]PBG结构是在某种特定的介质中构造周期性的扰动，使其在特定的频段表现出的频率选择性，在平面电路中应用广泛，正是PBG结构这种本身的频率选择性使得它不仅很自然地应用在微波滤波器设计中，而且也作为频率选择性平面大量应用在天线设计中。目前，有很多出版物介绍了基于PBG结构的微波滤波器，但是其中很大一部分都是在微带线上实现的。近些年，研宄者们已经意识到共面波导(CPW)在研宄周期性加载传输线方面的优势，因为只需单一的金属层就能同时实现信号传播和接地，易于集成且相邻信号线之间串扰较小、电路间的耦合损耗较小。同时，交指耦合结构可实现宽通带紧耦合。值得注意的是，经典PBG结构曾应用在背部敷有金属导体的共面波导(CBCPW)的接地板上用于抑制能量辐射损耗，但是没有将经典PBG结构直接用作共面波导中心导带的两侧的接地同时结合交指耦合结构实现超宽带带通滤波器的先例。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种基于PBG结构的共面波导超宽带带通滤波器，将PBG结构直接用作共面波导中心导带的两侧的接地同时结合交指耦合结构，实现了超宽带带通滤波器。
[0005]本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案:
[0006]基于PBG结构的共面波导超宽带带通滤波器，包括介质基板，所述介质基板其中一个表面的中间印敷有金属中心导带，该金属中心导带的两端分别延至介质基板一对对边的边沿，且金属中心导带垂直于前述介质基板的一对对边；所述金属中心导带两侧印敷有金属接地板，且两侧金属接地板上分别对称刻蚀有PBG结构形成PBG结构接地板，PBG结构接地板与金属中心导带之间存在间隙，且位于同一平面；所述金属中心导带的中间且沿金属中心导带的宽度方向上开有位于一条直线上的多个小缝，相邻小缝之间刻蚀有垂直于小缝所在直线的矩形指条，且相邻矩形指条指向相反方向，呈交指状；所述PBG结构接地板为m行η列的接地板单元阵列，m、n均为正整数，所述接地板单元包括中间方形金属片，中间方形金属片的四个角上分别设有大小相同的方形金属片，每个方形金属片与中间方形金属片有重叠部分，且该重叠部分为大小相同的方形，中间方形金属片的四个边沿的中间还刻蚀有向外延伸的矩形支节；相邻接地板单元之间通过矩形支节连接。
[0007]优选的，所述矩形指条的尺寸均相同。
[0008]优选的，所述矩形指条的个数为5个。
[0009]优选的，所述矩形指条的深度为1.3_。
[0010]优选的，所述介质基板为Rogers6010介质板。
[0011]优选的，所述介质基板的形状为矩形。
[0012]本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果:
[0013]1、本实用新型基于PBG结构的共面波导超宽带带通滤波器，在中心导带引入交指耦合结构，实现低频截止和宽通带耦合，采用经典的PBG结构，实现可控的阻带。
[0014]2、本实用新型基于PBG结构的共面波导超宽带带通滤波器，采用共面波导传输线，易于集成，且设计和调节在同一平面减少了加工难度，降低了加工成本。
[0015]3、本实用新型基于PBG结构的共面波导超宽带带通滤波器，不仅结构简单，体积轻巧，便于加工和集成，而且通带宽，阻带陡峭，过渡带较窄，是共面波导结合交指耦合结构和PBG结构的平面电路的有意义探索，也为超宽带无线通信滤波器的开发提供了技术储备。
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型介质基板上印敷金属中心导带的三维结构图。
[0017]图2是本实用新型交指耦合结构的结构图。
[0018]图3是本实用新型在图1所示的金属中心导带上引入交指耦合结构。
[0019]图4是本实用新型PBG结构的任意一个单元图及由该单元周期排列组成的PBG结构图。
[0020]图5是本实用新型基于PBG结构的共面波导超宽带带通滤波器的俯视图。
[0021]图6是本实用新型基于PBG结构的共面波导超宽带带通滤波器的三维结构图。
[0022]图7是本实用新型基于PBG结构的共面波导超宽带带通滤波器的仿真S参数图。
[0023]其中:1为介质基板，2为金属中心导带，3为金属中心导带上引入的交指耦合结构，4为PBG结构接地板。
【具体实施方式】
[0024]下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。
[0025]本实用新型以共面波导为基础，在共面波导的中心导体上引入交指耦合结构，利用PBG结构的在特定频段上的阻带特性实现滤波器的阻带，本实用新型首次将经典PBG结构直接用作共面波导中心导带的两侧的接地同时结合交指耦合结构，实现了超宽带带通滤波器，是共面波导与PBG结构和交指耦合结构结合的成功实例，也是对共面波导结合新结构的平面电路的有意义探索。
[0026]如图1-4所示，图1为本实用新型介质基板上印敷金属中心导带的三维结构图，图2为交指耦合结构图，图3是在图1所示的金属中心导带上引入图2所示的交指耦合结构图，图4是PBG结构接地板的任意一个接地板单元图及由该接地板单元周期排列组成的PBG结构图，接地板单元自身是中心对称的，且接地板单元组合成的PBG结构接地板关于横轴和纵轴都是对称的。其中，I为介质基板，2为金属中心导带，3为金属中心导带上引入的交指耦合结构，4为PBG结构接地板。
[0027]如图5和图6所示，分别为本实用新型基于PBG结构的共面波导超宽带带通滤波器的俯视图和三维结构图。在图3金属中心导带两旁的接地板上敷设如图4所示的PBG结构作为共面波导的接地板，PBG结构接地板关于金属中心导带是对称分布的，且金属中心导带和PBG结构接地板在同一平面上，即可得图5所示的共面波导。基于PBG结构的共面波导超宽带带通滤波器是一个单层电路结构，电路结构中的介质基板只需在一面印敷金属中心导带和紧邻金属中心导带两侧的PBG结构接地板，同时在金属中心导带上引入了交指耦合结构，而介质基板的另一面没有导体覆盖不用处理。
[0028]在本实用新型优选的实施例中，介质基板I采用Rogers6010介质板，介电常数为10.2，厚度为0.635毫米，交指耦合结构3中交指深度为1.3mm，交指个数为5个。金属中心导带以及金属中心导带与两侧PBG结构接地板的距离服从两个原则:一是使特性阻抗接近50欧姆，以匹配实际应用，二是距离尺寸的选择符合加工工艺的要求。交指耦合结构中交指的深度和交指的个数可调。金属中心导带两侧PBG结构接地板的接地板单元尺寸可调，并且纵向和横向排列周期可调，在本实施例中，PBG结构接地板为m行η列的接地板单元阵列，其中m、n均为正整数。交指耦合结构用于实现低频截断和通带紧耦合，PBG结构用于实现滤波器陡峭的阻带。
[0029]如图7所示，为本实用新型共面波导超宽带带通滤波器的仿真S参数图，其中横轴为频率/GHz，纵轴为S参数/dB。基于PBG结构的共面波导超宽带带通滤波器具有良好的通带性能，本实用新型的超宽带带通滤波器起于2.3GHz止于8.2GHz，中心频率5.25GHz处的相对带宽为112%，-30dB阻带起于13.6GHz止于17.9GHz的超宽带带通滤波器。
[0030]以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内。
【主权项】
1.基于PBG结构的共面波导超宽带带通滤波器，其特征在于:包括介质基板，所述介质基板其中一个表面的中间印敷有金属中心导带，该金属中心导带的两端分别延至介质基板一对对边的边沿，且金属中心导带垂直于前述介质基板的一对对边；所述金属中心导带两侧印敷有金属接地板，且两侧金属接地板上分别对称刻蚀有PBG结构形成PBG结构接地板，PBG结构接地板与金属中心导带之间存在间隙，且位于同一平面；所述金属中心导带的中间且沿金属中心导带的宽度方向上开有位于一条直线上的多个小缝，相邻小缝之间刻蚀有垂直于小缝所在直线的矩形指条，且相邻矩形指条指向相反方向，呈交指状；所述PBG结构接地板为m行η列的接地板单元阵列，m、n均为正整数，所述接地板单元包括中间方形金属片，中间方形金属片的四个角上分别设有大小相同的方形金属片，每个方形金属片与中间方形金属片有重叠部分，且该重叠部分为大小相同的方形，中间方形金属片的四个边沿的中间还刻蚀有向外延伸的矩形支节；相邻接地板单元之间通过矩形支节连接。
2.如权利要求1所述基于PBG结构的共面波导超宽带带通滤波器，其特征在于:所述矩形指条的尺寸均相同。
3.如权利要求1所述基于PBG结构的共面波导超宽带带通滤波器，其特征在于:所述矩形指条的个数为5个。
4.如权利要求1所述基于PBG结构的共面波导超宽带带通滤波器，其特征在于:所述矩形指条的深度为1.3mm。
5.如权利要求1所述基于PBG结构的共面波导超宽带带通滤波器，其特征在于:所述介质基板为Rogers6010介质板。
6.如权利要求1所述基于PBG结构的共面波导超宽带带通滤波器，其特征在于:所述介质基板的形状为矩形。
【专利摘要】本实用新型公开了基于PBG结构的共面波导超宽带带通滤波器，包括介质基板，介质基板其中一个表面的中间印敷有金属中心导带，金属中心导带两侧印敷有金属接地板，且两侧金属接地板上分别对称刻蚀有PBG结构形成PBG结构接地板，PBG结构接地板与金属中心导带之间存在间隙，且位于同一平面；金属中心导带的中间且沿金属中心导带的宽度方向上开有位于一条直线上的多个小缝，相邻小缝之间刻蚀有垂直于小缝所在直线的矩形指条，且相邻矩形指条指向相反方向，呈交指状。本实用新型将经典PBG结构直接用作共面波导中心导带的两侧的接地同时结合交指耦合结构，实现了超宽带带通滤波器，是共面波导与PBG结构和交指耦合结构结合的成功实例。
【IPC分类】H01P1-203
【公开号】CN204516875
【申请号】CN201520248496
【发明人】许锋, 彭妍妍
【申请人】南京邮电大学
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年4月23日