微带线滤波器的制造方法
微带线滤波器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明是有关于一种微带线滤波器（MicrostripLineFilter)，且特别是有关于 一种具有缺陷接地结构值efectedGroundStructure,DG巧的微带线滤波器。
【背景技术】
[0002] 随着科技发展，无线通讯已于生活中广泛使用，例如包括Wi-Fi、Zi浊ee、藍牙等等 的无线通讯技术。而滤波器在一般无线通讯产品中扮演重要角色，因为滤波器能允许特定 频率的信号通过并抑制其他部分频率的信号，有助于改善无线通讯产品的信号品质。
[0003] 因应无线通讯产品日益轻薄短小的趋势，W及使用者对于通讯品质的要求，如何 减少滤波器的尺寸、降低制造成本，并使得滤波器有较佳的频率特性，能够有效抑制谐波 化armonics)成份，乃目前业界所致力的课题之一。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种微带线滤波器，具有良好的频率特性，并能够节省电 路面积。
[0005] 根据本发明的一方面，提出一种微带线滤波器。微带线滤波器包括介质基板、第一 发夹形谐振器W及金属接地层。第一发夹形谐振器配置于介质基板的第一层。金属接地层 配置于介质基板的第二层，金属接地层包括第一缺陷接地结构。第一缺陷接地结构包括第 一缺陷区域、第二缺陷区域W及第=缺陷区域。第一缺陷区域在第一层的投影位于第一发 夹形谐振器的发夹结构内部。第二缺陷区域在第一层的投影位于第一发夹形谐振器开口的 相反方向。第=缺陷区域连接第一缺陷区域及第二缺陷区域。
[0006] 于本发明提供的微带线滤波器，除了利用缺陷接地结构搭配印刷电路板上表面的 微带线线路，使得滤波器能够有良好的频率特性，更由于缺陷接地结构与印刷电路板上表 面的微带线线路存在彼此对齐的结构特性，使得等效电感值增加，因而能够使用较少的电 路面积而完成相同功能的滤波器。
[0007] W下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
【附图说明】
[000引图1A绘示依据本发明第一实施例的微带线滤波器的示意图；
[0009] 图1B绘示依据本发明第一实施例的微带线滤波器的俯视图；
[0010] 图1C绘示依据本发明第一实施例的微带线滤波器的仰视图；
[0011] 图2绘示依据本发明第二实施例的微带线滤波器的俯视图；
[0012] 图3绘示依据本发明第二实施例实际测量得到的频率响应；
[0013] 图4绘示依据本发明第=实施例的微带线滤波器中的高通滤波器的等效电路图；
[0014] 图5绘示依据本发明第=实施例实际测量得到的频率响应；
[0015] 图6A绘示依据本发明第四实施例的微带线滤波器的俯视图；
[0016] 图6B绘示依据本发明第四实施例的微带线滤波器的仰视图；
[0017] 图7A及图7B绘示依据本发明第四实施例实际测量得到的频率响应；
[0018] 图8A绘示依据本发明第五实施例的微带线滤波器的俯视图；
[0019] 图8B绘示依据本发明第五实施例的微带线滤波器的仰视图；
[0020] 图9A绘示依据本发明第六实施例的微带线滤波器的俯视图；
[0021] 图9B绘示依据本发明第六实施例的微带线滤波器的仰视图。
【具体实施方式】
[0022] W下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
[0023] 传统的滤波器作法，是使用集总元件（lumped element)的组合，例如使用电阻、电 容及电感元件的组合，而能形成低通滤波器、高通滤波器及带通滤波器。然而使用集总元件 所形成的滤波器，要达到较佳二次谐波及=次谐波的抑制效果，需要使用较多的集总元件 来达成，所占用的面积增加且价格也提升，局限了可能的应用层面。
[0024] 本发明将滤波器制作在印刷电路板（PrintedCircuitBoard,PCB)上，W印刷电 路板上的微带线线路（MicrostripLineCircuit)形成滤波器。W此方式设计的滤波器的 效能远优于集总元件滤波器，尤其是高频部分的频率响应（集总元件于高频时，会产生寄 生效应）。此方式设计直接在印刷电路板上制作滤波器，无需购买额外的元件，能够有效降 低制作成本。
[0025] 为了使得滤波器有更佳的频率特性，例如在滤波器的抑制频带（stop-band)对于 信号有更好的抑制效果，本发明在印刷电路板的背板接地面作特殊图样（pattern)的挖地 处理，例如W蚀刻的方式去除接地面部分的金属，W形成缺陷接地结构。该样的结构能形成 等效的电感及电容，改变电流的分布特性，达到良好的滤波器频率特性。由于本滤波器是 PCB制作，而不是集总元件组成，所W日后生产的一致性高，滤波器的频率特性不会差异太 大。W下详细说明本发明的实施例。
[0026] 图1A绘示依据本发明第一实施例的微带线滤波器的示意图。微带线滤波器1包 括介质基板10、第一发夹形谐振器11W及金属接地层12。为更清楚表示本发明第一实施 例，图1B绘示微带线滤波器1的俯视图，图1C绘示微带线滤波器1的仰视图。
[0027] 第一发夹形谐振器11配置于介质基板10的第一层，第一层例如在介质基板10的 上表面。金属接地层12配置于介质基板10的第二层，第二层例如在介质基板10的下表面。 金属接地层12包括第一缺陷接地结构13。第一缺陷接地结构13包括第一缺陷区域131、 第二缺陷区域132及第=缺陷区域133。第一缺陷区域131在介质基板10第一层的投影位 于第一发夹形谐振器11的发夹结构内部。第二缺陷区域132在介质基板10第一层的投影 位于第一发夹形谐振器11开口的相反方向。第=缺陷区域133连接第一缺陷区域131及 第二缺陷区域132。兹将各元件详细说明如下。
[0028] 请参照图1B，第一发夹形谐振器11包括第一金属片111、第二金属片112、U字形 金属片113。第二金属片112平行于第一金属片111，且第二金属片112与第一金属片111 之间有一间距d。U字形金属片113的一端连接至第一金属片111，U字形金属片113的另 一端连接第二金属片112。因此，U字形金属片113与第一金属片111及第二金属片112形 成一个发夹结构，具有一个开口，如图1B所示，第一发夹形谐振器11的开口方向是朝着方 向Dl。
[0029] 本实施例中所采用的U字形金属片113包括第一区段金属1131、第二区段金属 1132及第S区段金属1133。第一区段金属1131连接到第一金属片111，第二区段金属1132 垂直于第一区段金属1131，第S区段金属1133垂直于第二区段金属1132,而第S区段金属 1133连接到第二金属片112。亦即，U字形金属片113包括S段互相垂直的区段金属。
[0030] 在第一发夹形谐振器11中，第一金属片111是矩形，与第一金属片111连接的第 一区段金属1131亦是矩形，而第一区段金属1131与第一金属片111的线宽不相等，第一区 段金属1131的线宽LW3小于第一金属片111的线宽LW1。第S区段金属1133与第一区段金 属113 1的形状与尺寸均相同，第二金属片112与第一金属片111的形状与尺寸均相同（第 一金属片111与第二金属片112形成一个平行禪合线结构），因此第一发夹形谐振器11形 成一个对称的结构。亦即，第S区段金属1133的线宽LW4小于第二金属片112的线宽LW2。
[0031] 接着请参考图1C，说明本实施例的第一缺陷接地结构13。图1C所示为介质基板 10的下表面，配置有金属接地层12,如图1C中所示的斜线阴影区域。在金属接地层12进 行蚀刻，去除特定部分的金属W形成第一缺陷接地结构13。如图1C中所示，包括第一缺陷 区域131、第二缺陷区域132及第S缺陷区域133的空白区域，代表金属已被蚀刻掉的区域。
[0032] 本说明书W下关于第一缺陷接地结构13及第一发夹形谐振器11之间相对位置关 系的叙述，皆是指第一缺陷接地结构13在介质基板10上表面的投影，为使说明精简扼要， 将不再重复记述"投影"。第一缺陷区域131是位在第一发夹形谐振器11的发夹结构内部， 于此实施例中，第一缺陷区域131是被U字形金属片113所包围。第二缺陷区域132是位在 第一发夹形谐振器11开口的相反方向，即是位在方向D1的相反方向，位在第一发夹形谐振 器11的发夹结构外部。而第S缺陷区域133连接第一缺陷区域131及第二缺陷区域132， 因此第=缺陷区域133会横跨过第一发夹形谐振器11。
[0033] 于此实施例中，第一缺陷区域131是矩形。第二缺陷区域132同样是矩形，且与第 一缺陷区域131的尺寸相同。第S缺陷区域133是矩形，第S缺陷区域133与U字形金属 片113当中的第二区段金属1132交错且互相垂直。因此，第一缺陷接地结构13呈哑铃形 (dumbbell),哑铃的一头位在第一发夹形谐振器11的发夹结构内部，哑铃的另一头位在第 一发夹形谐振器11的发夹结构外部，哑铃的中间轴则与第二区段金属1132交错且互相垂 直，通过第二区段金属1132的中点。
[0034] 如上所述的第一发夹形谐振器11W及第一缺陷接地结构13,所形成的微带线滤 波器1是一个低通滤波器，能够抑制高频的频率成份通过。微带线滤波器1包括信号馈入 点14W及信号输出点15,信号馈入点14位于邻近U字形金属片113连接第一金属片111 的一端，信号输出点15位于邻近U字形金属片113连接第二金属片112的一端。可藉由调 整第一金属片111、第二金属片112、U字形金属片113的尺寸W及调整第一缺陷区域131、 第二缺陷区域132、第=缺陷区域133的尺寸，W改变微带线滤波器1的频率响应，例如改 变微带线滤波器1的截止频率（州toff化equen巧）、返回损失（returnloss)、插入损失 (insedionloss)及二次谐波与S次谐波的抑制效能。
[0035] 本实施例中揭露了第一发夹形谐振器11W及第一缺陷接地结构13的形状，然而 本发明所属技术领域人员当可W理解，其形状并不限于本实施例所揭露，端视滤波器所需 应用的场合W及欲达到的频率响应，对应设计第一发夹形谐振器11W及第一缺陷接地结 构13的形状，W下将列举其他种可能的实施方式。只要第一缺陷区域131位于第一发夹形 谐振器11的发夹结构内部，第二缺陷区域132位于第一发夹形谐振器11开口的相反方向， 第S缺陷区域133连接第一缺陷区域131及第二缺陷区域132,皆属于本发明范围之内。
[0036] 举例而言，第一缺陷接地结构13的形状也可W是S字形。例如第一缺陷区域131 是矩形，第二缺陷区域132是C字形，第二缺陷区域132的一端连接至第=缺陷区域133,第 S缺陷区域133连接至第一缺陷区域131的一角。S字型的缺陷接地结构可W参考如图6B 所绘示的示意图。
[0037] 于本发明上述实施例的微带线滤波器中，由于具有缺陷接地结构，可W有效使得 介质基板上层的微带线电路尺寸减小，因此可W减少滤波器所使用的面积。明确而言，相较 于不具有缺陷接地结构的微带线滤波器，欲得到相同的滤波器截止频率，使用缺陷接地结 构可W缩短U字形金属片113的长度。此外，缺陷接地结构亦可W改善微带线滤波器的频 率特性，使得滤波器的频率响应在抑制频带衰减的斜率更大。相较于传统的一阶滤波器，在 抑制频带频率每变为2倍仅衰减6地，若要有较高的衰减率则需使用更高阶的滤波器，然而 高阶滤波器会占用许多电路面积，而使用缺陷接地结构的微带线滤波器可W达成仅需使用 小面积并具有良好的滤波器频率特性的效果。
[003引于上述第一实施例中的微带线滤波器1包括一个第一发夹形谐振器11及一个第 一缺陷接地结构13,如欲得到更好的滤波器频率响应，可W在上述第一实施例的信号输出 端15之后再串接一级滤波器，W下说明本发明的第二实施例。
[0039] 图2绘示依据本发明第二实施例的微带线滤波器的俯视图。与第一实施例类似， 在介质基板的下表面配置有金属接地层22,于此不再寶述。本实施例的微带线滤波器2除 了包括与第一实施例相同的第一发夹形谐振器21W及第一缺陷接地结构23,还包括第二 发夹形谐振器24W及连接金属片25。第二发夹形谐振器24与第一发夹形谐振器21的开 口指向相同方向，如图2所示，两者的开口皆朝向方向D2。连接金属片25连接第一发夹形 谐振器21及第二发夹形谐振器24。金属接地层22还包括第二缺陷接地结构26,第二缺陷 接地结构26在上表面的投影与第二发夹形谐振器24有交叠。
[0040] 于图2所绘示的实施例中，是将两个相同的滤波器串接在一起。然而，本发明所 属技术领域人员当可W理解，前后两级的滤波器可W使用相同的结构亦可W使用不同的结 构，即第二发夹形谐振器24与第一发夹形谐振器21可W是不同的形状，且对应搭配的第二 缺陷接地结构26与第一缺陷接地结构23也可W是不同的形状。此外，前后两级的滤波器 亦可W使用相似的结构但彼此尺寸不同。只要串接后的微带线滤波器能够达到设计所需求 的频率响应效果即可。
[0041] 图3绘示依据本发明第二实施例实际测量得到的频率响应。此测量是根据实际尺 寸为宽度W2 = 6. 6mm，高度H2 = 6. 9mm的微带线滤波器2,其尺寸是根据实际应用的无线 通讯产品所需频段而作选择。曲线L1代表微带线滤波器2的反射损失（returnloss),即 S11参数，一般反射损失W-10地为口槛值，可W看出微带线滤波器2在频率2. 4G化附近 有良好的反射损失。而曲线L2代表微带线滤波器2的插入损失（insertionloss),即S21 参数。从曲线L2可W看出微带线滤波器2是一个低通滤波器，截止频率约在2. 601z。因此 本实施例的微带线滤波器2可W适用于使用2. 4GHz频段的无线通讯产品，例如应用于使用 Wi-Fi或Zi浊ee协定的产品。在频率2. 4GHz处的插入损失为-1. 3地。值得注意的是，在 二次谐波（secondharmonics)的频率处（即4. 8GHz)，其插入损失为-68. 25地，相较于传 统滤波器，微带线滤波器2大幅提升了对于二次谐波的抑制效果。
[0042] 实际设计时，可W依据所需规格来设计滤波器参数，例如在2. 4GHz处的插入损失 大小，在二次谐波频率处的插入损失大小及在=次谐波频率处的插入损失大小，调整滤波 器的设计。W下表一例示根据不同需求而设计的低 通滤波器范例，经实际测量而得到的频 率响应。
[0043]
[0044]表一
[0045] 由表一可W看出，依据本发明所设计的滤波器，对于二次谐波W及=次谐波的频 率成份，皆有非常良好的抑制效果，且反射损失亦能符合实务设计需求。而不论在无线信号 的发送端W及接收端，大幅抑制谐波的成份皆能有助于降低信号的失真及干扰程度，例如 于发送端能避免内部电路产生的谐波传送出去，或是于接收端在读取信号时能先过滤掉信 号中的谐波成份。
[0046] 由于第二实施例中的微带线滤波器2是一个低通滤波器，如欲实现一个带通滤波 器，可在其输出端或输入端串接一个高通滤波器。因此，本发明第=实施例的微带线滤波 器，是在第二实施例当中的第二发夹形谐振器24之后再串接一个高通滤波器4,高通滤波 器4可W使用集总元件实现。图4绘示依据本发明第=实施例的微带线滤波器中的高通滤 波器的等效电路图。高通滤波器4包括输入端P1、输出端P2、电容Cx、电感LxW及电感Ly。
[0047] 图5绘示依据本发明第=实施例实际测量得到的频率响应。曲线L3代表反射损 失，可W看出在频率2. 4GHz处仍然有良好的反射损失。而曲线L4代表插入损失，从曲线L4 可W看出微带线滤波器是一个带通滤波器，仅能通过频率范围落在2. 4GHz附近的信号。因 此较低频率的信号，例如900MHz的信号亦无法通过此带通滤波器（插入损失为-25. 13地）。 而二次谐波的频率处（4. 8GHz)，其插入损失为-58. 03地，S次谐波的频率处（7. 2GHz)，其 插入损失为-53. 00地。因此，第S实施例的滤波器适用于使用2. 4GHz频段的无线通讯产 品，且对于谐波成份有良好的抑制效果。
[0048] 图6A绘示依据本发明第四实施例的微带线滤波器的俯视图，图6B绘示依据本发 明第四实施例的微带线滤波器的仰视图。第四实施例同样是串接前后两级相同的滤波器， 于此不再寶述。与先前实施例不同之处在于，第四实施例中的微带线滤波器5所使用的缺 陷接地结构形状并不相同。
[0049] 微带线滤波器5包括第一发夹形谐振器51、第二发夹形谐振器54及连接金属片 55,金属接地层52包括第一缺陷接地结构53及第二缺陷接地结构56。因第二缺陷接地结 构56与第一缺陷接地结构53相同，仅针对第一缺陷接地结构53说明。
[0化日]请参照图她，第一缺陷接地结构53包括第一缺陷区域531、第二缺陷区域532及 第S缺陷区域533。于此实施例中，第一缺陷区域531是矩形，第一缺陷区域531位于第一 发夹形谐振器51的发夹结构内部，可W注意到其相对位置与图1C所示的第一缺陷区域131 不同，图1C中第一缺陷区域131是完全被U字形金属片113所包围。第二缺陷区域532是 C字形，即第二缺陷区域532具有一凹槽，C字形的开口方向D3与第一发夹形谐振器51的 开口方向D4互相垂直，第二缺陷区域532位于第一发夹形谐振器51开口的相反方向。第 =缺陷区域533是矩形，C字形的第二缺陷区域532的一端连接至第=缺陷区域533,第= 缺陷区域533连接至矩形的第一缺陷区域531的一角，第一缺陷接地结构53呈S字形。
[0051] 图7A及图7B绘示依据本发明第四实施例实际测量得到的频率响应。此测量是根 据实际尺寸为宽度W5 = 11. 6mm，高度册=5. 8mm的微带线滤波器5。图7A绘示插入损失 与频率的关系，微带线滤波器5设计的目标为针对2. 45GHz的频率信号。如图7A所绘示的 插入损失，在2. 45GHz频率处插入损失为-0. 45地，在二次谐波的频率处（4. 9GHz)插入损失 为-46. 94地，在S次谐波的频率处（7. 35GHz)插入损失为-39. 19地，同样能够有效地抑制 谐波成份。图7B绘示反射损失与频率的关系，在2. 45GHz频率处的反射损失为-10. 08地。 因此，微带线滤波器5可适于使用2. 45GHz频段的无线通讯产品。
[0052] 于本发明实施例上述的微带线滤波器，在印刷电路板上W微带线线路制作滤波 器，并且在印刷电路板背板的金属接地层蚀刻特殊设计过的图样W形成适当的缺陷接地结 构，W缺陷接地结构搭配印刷电路板上表面的微带线线路，如此制造的滤波器能够有良好 的频率特性，特别是对于谐波成份能有很好的抑制效果。且W微带线线路制作滤波器W达 成滤波性能一致性的要求，无需额外购买集总元件，亦无需额外的特殊印刷电路板制程，不 仅所占用的面积较小，并且能够节省制造成本。本案滤波器设计仅W2. 45GHz为通带当作 范例加W论述，但本案可适合用于任何频率的设计，例如W5GHz为通带的设计。
[0053] 图8A及图8B分别绘示依据本发明第五实施例的微带线滤波器的俯视图及仰视 图。本实施例的微带线滤波器6与图1A至图1C所示的微带线滤波器1的差别在于发夹形 谐振器61与缺陷接地结构63之间的相对关系，详细说明如下。类似于第一实施例，缺陷接 地结构63包括第一缺陷区域631、第二缺陷区域632及第=缺陷区域633,第一缺陷区域 631位于发夹形谐振器61的发夹结构内部，第二缺陷区域632位于发夹形谐振器61开口的 相反方向，第=缺陷区域633连接第一缺陷区域631及第二缺陷区域632。
[0化4]如图8A所示，发夹形谐振器61在开口内侧具有相对的第一侧边6101及第二侧边 6102。如图8B所示，第一缺陷区域631具有至少一第=侧边6313。第一侧边6101与第= 侧边6313对齐，可同时参考图8A及图8B，第S侧边6313在介质基板第一层的投影与第一 侧边6101是对齐的。
[0055]第一缺陷区域631更可W具有至少一第四侧边6314,如图8B所示，第S侧边6313 可与第四侧边6314平行，且第二侧边6102可与第四侧边6314对齐。第一缺陷区域631亦 可W是其他的形状，此处仅是W第=侧边6313与第四侧边6314平行作为例示性说明。 [0化6] 微带线滤波器6可作为射频滤波器（RFfilter)，可传输交流信号，当金属导体传 递交流信号时，由于集肤效应（skineffect),电流密度会较集中在导体的表面，在导体的 中屯、部分电流密度较低。因此，图8A中金属导体在邻近第一侧边6101及第二侧边6102处 的电流密度较大，图8B中金属接地层62在邻近第=侧边6313及第四侧边6314处的电流 密度较大。
[0化7] 对于交流信号而言，假设在一特定时间点第一侧边6101的电流II方向朝上，此时 第二侧边6102的电流12方向朝下，而金属接地层62靠近第=侧边6313处的电流13方向 朝上，靠近第四侧边6314处的电流14方向朝下。由于电流会产生感应磁场，当基板上下两 层对齐处的电流方向相同时，例如电流II与电流13的方向相同，该两个电流所产生的感应 磁场方向相同，所产生的磁力线会重迭，因而会增加互感（mu化al imluctance)。
[005引因此，当第一侧边6101与第S侧边6313对齐时，等效的电感值会增加；同理，当第 二侧边6102与第四侧边6314对齐时，等效的电感值会增加。由于当上下两层的结构对齐 可W使得等效电感增加，因此能够使用较小的电路面积实现相同的电感值，亦即可W有效 节省电路面积，而使滤波器达到相同的频率响应。< br>[0059] 图9A及图9B分别绘示依据本发明第六实施例的微带线滤波器的俯视图及仰视 图。本实施例的微带线滤波器7与微带线滤波器6的差别在于缺陷接地结构73的形状，第 一缺陷区域731可包括多个互相垂直的第一缺陷区段7310,第二缺陷区域732可包括多个 互相垂直的第二缺陷区段7320,第一缺陷区域731W及第二缺陷区域732例如皆可W是S 字形的缺陷接地结构，然不限于S字形，亦可W具有更多个弯折结构。微带线滤波器7可具 有上下层结构对齐的特征。
[0060] 如图9A所示，发夹形谐振器71在开口内侧具有相对的第一侧边7101及第二侧边 7102,如图9B所示，第一缺陷区域731具有多个第S侧边7313,多个第S侧边7313的方向 相一致，在此例子中，第S侧边7313位于第一缺陷区域731的右侧，而第一侧边7101与多 个第=侧边7313对齐。第一缺陷区域731更可W具有多个第四侧边7314,多个第四侧边 7314的方向相一致，在此例子中，第四侧边7314位于第一缺陷区域731的左侧，多个第=侧 边7313与多个第四侧边7314互相平行，且第二侧边7102与多个第四侧边7314对齐。
[0061] 类似于前一实施例所述，假设在一特定时间点第一侧边7101的电流15方向朝上， 此时第二侧边7102的电流16方向朝下，而金属接地层72靠近多个第=侧边7313处的电 流口方向朝上，靠近多个第四侧边7314处的电流18方向朝下。基板上下两层对齐处的电 流方向相同，因此等效电感值会增加。本实施例揭露了一种不同于前一实施例设计形状的 缺陷接地结构，同样能够达成增加电感而节省滤波器电路面积的效果。
[0062] 此外，如图6A及图她所示的微带线滤波器5,同样可W具有介质基板上下两层结 构对齐的特征，例如第一发夹形谐振器51开口结构内侧的一侧边与第一缺陷区域531的一 侧边对齐，亦能达到增加电感值的效果。
[0063] 于本发明实施例上述的微带线滤波器，除了利用缺陷接地结构搭配印刷电路板上 表面的微带线线路，使得滤波器能够有良好的频率特性，更由于缺陷接地结构与印刷电路 板上表面的微带线线路存在彼此对齐的结构特性，使得等效电感值增加，因而能够使用较 少的电路面积而完成相同功能的滤波器。
[0064]当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟 悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但该些相应的改变和变 形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
【主权项】
1. 一种微带线滤波器，其特征在于，包括： 一介质基板； 一第一发夹形谐振器，配置于该介质基板的一第一层；以及 一金属接地层，配置于该介质基板的一第二层，该金属接地层包括一第一缺陷接地结 构，该第一缺陷接地结构包括： 一第一缺陷区域，该第一缺陷区域在该第一层的投影位于该第一发夹形谐振器的发夹 结构内部； 一第二缺陷区域，该第二缺陷区域在该第一层的投影位于该第一发夹形谐振器开口的 相反方向；以及 一第三缺陷区域，连接该第一缺陷区域及该第二缺陷区域。2. 根据权利要求1所述的微带线滤波器，其特征在于，该第一缺陷区域是矩形，该第二 缺陷区域是矩形，且该第二缺陷区域与该第一缺陷区域的尺寸相同。3. 根据权利要求1所述的微带线滤波器，其特征在于，该第一缺陷区域是矩形，该第二 缺陷区域是C字形，该第二缺陷区域的一端连接至该第三缺陷区域，该第三缺陷区域连接 至该第一缺陷区域的一角。4. 根据权利要求1所述的微带线滤波器，其特征在于，该第一发夹形谐振器包括： 一第一金属片； 一第二金属片，平行于该第一金属片；以及 一U字形金属片，该U字形金属片的一端连接该第一金属片，该U字形金属片的另一端 连接该第二金属片。5. 根据权利要求4所述的微带线滤波器，其特征在于，该U字形金属片包括： 一第一区段金属，连接该第一金属片； 一第二区段金属，垂直于该第一区段金属；以及 一第三区段金属，垂直于该第二区段金属，且连接该第二金属片； 其中该第三缺陷区域是矩形，且该第三缺陷区域于该第一层的投影垂直于该U字形金 属片的该第二区段金属。6. 根据权利要求4所述的微带线滤波器，其特征在于，该U字形金属片包括： 一第一区段金属，连接该第一金属片； 一第二区段金属，垂直于该第一区段金属；以及 一第三区段金属，垂直于该第二区段金属，且连接该第二金属片； 其中该第一金属片是矩形，该U字形金属片的该第一区段金属是矩形，该第一区段金 属的线宽小于该第一金属片的线宽，该第三区段金属与该第一区段金属的形状与尺寸均相 同，该第二金属片与该第一金属片的形状与尺寸均相同。7. 根据权利要求4所述的微带线滤波器，其特征在于，该微带线滤波器还包括一信号 馈入点，位于邻近该U字形金属片连接该第一金属片的该端。8. 根据权利要求1所述的微带线滤波器，其特征在于，还包括： 一第二发夹形谐振器，该第二发夹形谐振器与该第一发夹形谐振器的开口指向相同方 向；以及 一连接金属片，连接该第一发夹形谐振器及该第二发夹形谐振器； 其中该金属接地层还包括一第二缺陷接地结构，该第二缺陷接地结构在该第一层的投 影与该第二发夹形谐振器有交叠。9. 根据权利要求8所述的微带线滤波器，其特征在于，该第二发夹形谐振器与该第一 发夹形谐振器的形状及尺寸皆相同，该第二缺陷接地结构与该第一缺陷接地结构的形状及 尺寸皆相同，该第二缺陷接地结构及该第二发夹形谐振器的相对位置关系亦与该第一缺陷 接地结构及该第一发夹形谐振器的相对位置关系相同。10. 根据权利要求8项所述的微带线滤波器，其特征在于，还包括一高通滤波器，连接 至该第二发夹形谐振器。11. 根据权利要求1所述的微带线滤波器，其特征在于，该第一发夹形谐振器在开口内 侧具有相对的一第一侧边及一第二侧边，该第一缺陷区域具有至少一第三侧边，该第一侧 边与该至少一第三侧边对齐。12. 根据权利要求11所述的微带线滤波器，其特征在于，该第一缺陷区域更具有至少 一第四侧边，该至少一第三侧边与该至少一第四侧边平行，且该第二侧边与该至少一第四 侧边对齐。13. 根据权利要求11所述的微带线滤波器，其特征在于，该第一缺陷区域包括多个互 相垂直的第一缺陷区段。14. 根据权利要求11所述的微带线滤波器，其特征在于，该第二缺陷区域包括多个互 相垂直的第二缺陷区段。
【专利摘要】本发明公开了一种微带线滤波器，微带线滤波器包括介质基板、第一发夹形谐振器以及金属接地层。第一发夹形谐振器配置于介质基板的第一层。金属接地层配置于介质基板的第二层，金属接地层包括第一缺陷接地结构。第一缺陷接地结构包括第一缺陷区域、第二缺陷区域以及第三缺陷区域。第一缺陷区域在第一层的投影位于第一发夹形谐振器的发夹结构内部。第二缺陷区域在第一层的投影位于第一发夹形谐振器开口的相反方向。第三缺陷区域连接第一缺陷区域及第二缺陷区域。
【IPC分类】H01P1/212
【公开号】CN104900953
【申请号】CN201510175623
【发明人】江孟谦, 陈建铭
【申请人】中磊电子（苏州）有限公司, 中磊电子股份有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年4月14日
【公告号】CN104064841A
【技术领域】
[0001] 本发明是有关于一种微带线滤波器（MicrostripLineFilter)，且特别是有关于 一种具有缺陷接地结构值efectedGroundStructure,DG巧的微带线滤波器。
【背景技术】
[0002] 随着科技发展，无线通讯已于生活中广泛使用，例如包括Wi-Fi、Zi浊ee、藍牙等等 的无线通讯技术。而滤波器在一般无线通讯产品中扮演重要角色，因为滤波器能允许特定 频率的信号通过并抑制其他部分频率的信号，有助于改善无线通讯产品的信号品质。
[0003] 因应无线通讯产品日益轻薄短小的趋势，W及使用者对于通讯品质的要求，如何 减少滤波器的尺寸、降低制造成本，并使得滤波器有较佳的频率特性，能够有效抑制谐波 化armonics)成份，乃目前业界所致力的课题之一。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种微带线滤波器，具有良好的频率特性，并能够节省电 路面积。
[0005] 根据本发明的一方面，提出一种微带线滤波器。微带线滤波器包括介质基板、第一 发夹形谐振器W及金属接地层。第一发夹形谐振器配置于介质基板的第一层。金属接地层 配置于介质基板的第二层，金属接地层包括第一缺陷接地结构。第一缺陷接地结构包括第 一缺陷区域、第二缺陷区域W及第=缺陷区域。第一缺陷区域在第一层的投影位于第一发 夹形谐振器的发夹结构内部。第二缺陷区域在第一层的投影位于第一发夹形谐振器开口的 相反方向。第=缺陷区域连接第一缺陷区域及第二缺陷区域。
[0006] 于本发明提供的微带线滤波器，除了利用缺陷接地结构搭配印刷电路板上表面的 微带线线路，使得滤波器能够有良好的频率特性，更由于缺陷接地结构与印刷电路板上表 面的微带线线路存在彼此对齐的结构特性，使得等效电感值增加，因而能够使用较少的电 路面积而完成相同功能的滤波器。
[0007] W下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
【附图说明】
[000引图1A绘示依据本发明第一实施例的微带线滤波器的示意图；
[0009] 图1B绘示依据本发明第一实施例的微带线滤波器的俯视图；
[0010] 图1C绘示依据本发明第一实施例的微带线滤波器的仰视图；
[0011] 图2绘示依据本发明第二实施例的微带线滤波器的俯视图；
[0012] 图3绘示依据本发明第二实施例实际测量得到的频率响应；
[0013] 图4绘示依据本发明第=实施例的微带线滤波器中的高通滤波器的等效电路图；
[0014] 图5绘示依据本发明第=实施例实际测量得到的频率响应；
[0015] 图6A绘示依据本发明第四实施例的微带线滤波器的俯视图；
[0016] 图6B绘示依据本发明第四实施例的微带线滤波器的仰视图；
[0017] 图7A及图7B绘示依据本发明第四实施例实际测量得到的频率响应；
[0018] 图8A绘示依据本发明第五实施例的微带线滤波器的俯视图；
[0019] 图8B绘示依据本发明第五实施例的微带线滤波器的仰视图；
[0020] 图9A绘示依据本发明第六实施例的微带线滤波器的俯视图；
[0021] 图9B绘示依据本发明第六实施例的微带线滤波器的仰视图。
【具体实施方式】
[0022] W下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
[0023] 传统的滤波器作法，是使用集总元件（lumped element)的组合，例如使用电阻、电 容及电感元件的组合，而能形成低通滤波器、高通滤波器及带通滤波器。然而使用集总元件 所形成的滤波器，要达到较佳二次谐波及=次谐波的抑制效果，需要使用较多的集总元件 来达成，所占用的面积增加且价格也提升，局限了可能的应用层面。
[0024] 本发明将滤波器制作在印刷电路板（PrintedCircuitBoard,PCB)上，W印刷电 路板上的微带线线路（MicrostripLineCircuit)形成滤波器。W此方式设计的滤波器的 效能远优于集总元件滤波器，尤其是高频部分的频率响应（集总元件于高频时，会产生寄 生效应）。此方式设计直接在印刷电路板上制作滤波器，无需购买额外的元件，能够有效降 低制作成本。
[0025] 为了使得滤波器有更佳的频率特性，例如在滤波器的抑制频带（stop-band)对于 信号有更好的抑制效果，本发明在印刷电路板的背板接地面作特殊图样（pattern)的挖地 处理，例如W蚀刻的方式去除接地面部分的金属，W形成缺陷接地结构。该样的结构能形成 等效的电感及电容，改变电流的分布特性，达到良好的滤波器频率特性。由于本滤波器是 PCB制作，而不是集总元件组成，所W日后生产的一致性高，滤波器的频率特性不会差异太 大。W下详细说明本发明的实施例。
[0026] 图1A绘示依据本发明第一实施例的微带线滤波器的示意图。微带线滤波器1包 括介质基板10、第一发夹形谐振器11W及金属接地层12。为更清楚表示本发明第一实施 例，图1B绘示微带线滤波器1的俯视图，图1C绘示微带线滤波器1的仰视图。
[0027] 第一发夹形谐振器11配置于介质基板10的第一层，第一层例如在介质基板10的 上表面。金属接地层12配置于介质基板10的第二层，第二层例如在介质基板10的下表面。 金属接地层12包括第一缺陷接地结构13。第一缺陷接地结构13包括第一缺陷区域131、 第二缺陷区域132及第=缺陷区域133。第一缺陷区域131在介质基板10第一层的投影位 于第一发夹形谐振器11的发夹结构内部。第二缺陷区域132在介质基板10第一层的投影 位于第一发夹形谐振器11开口的相反方向。第=缺陷区域133连接第一缺陷区域131及 第二缺陷区域132。兹将各元件详细说明如下。
[0028] 请参照图1B，第一发夹形谐振器11包括第一金属片111、第二金属片112、U字形 金属片113。第二金属片112平行于第一金属片111，且第二金属片112与第一金属片111 之间有一间距d。U字形金属片113的一端连接至第一金属片111，U字形金属片113的另 一端连接第二金属片112。因此，U字形金属片113与第一金属片111及第二金属片112形 成一个发夹结构，具有一个开口，如图1B所示，第一发夹形谐振器11的开口方向是朝着方 向Dl。
[0029] 本实施例中所采用的U字形金属片113包括第一区段金属1131、第二区段金属 1132及第S区段金属1133。第一区段金属1131连接到第一金属片111，第二区段金属1132 垂直于第一区段金属1131，第S区段金属1133垂直于第二区段金属1132,而第S区段金属 1133连接到第二金属片112。亦即，U字形金属片113包括S段互相垂直的区段金属。
[0030] 在第一发夹形谐振器11中，第一金属片111是矩形，与第一金属片111连接的第 一区段金属1131亦是矩形，而第一区段金属1131与第一金属片111的线宽不相等，第一区 段金属1131的线宽LW3小于第一金属片111的线宽LW1。第S区段金属1133与第一区段金 属113 1的形状与尺寸均相同，第二金属片112与第一金属片111的形状与尺寸均相同（第 一金属片111与第二金属片112形成一个平行禪合线结构），因此第一发夹形谐振器11形 成一个对称的结构。亦即，第S区段金属1133的线宽LW4小于第二金属片112的线宽LW2。
[0031] 接着请参考图1C，说明本实施例的第一缺陷接地结构13。图1C所示为介质基板 10的下表面，配置有金属接地层12,如图1C中所示的斜线阴影区域。在金属接地层12进 行蚀刻，去除特定部分的金属W形成第一缺陷接地结构13。如图1C中所示，包括第一缺陷 区域131、第二缺陷区域132及第S缺陷区域133的空白区域，代表金属已被蚀刻掉的区域。
[0032] 本说明书W下关于第一缺陷接地结构13及第一发夹形谐振器11之间相对位置关 系的叙述，皆是指第一缺陷接地结构13在介质基板10上表面的投影，为使说明精简扼要， 将不再重复记述"投影"。第一缺陷区域131是位在第一发夹形谐振器11的发夹结构内部， 于此实施例中，第一缺陷区域131是被U字形金属片113所包围。第二缺陷区域132是位在 第一发夹形谐振器11开口的相反方向，即是位在方向D1的相反方向，位在第一发夹形谐振 器11的发夹结构外部。而第S缺陷区域133连接第一缺陷区域131及第二缺陷区域132， 因此第=缺陷区域133会横跨过第一发夹形谐振器11。
[0033] 于此实施例中，第一缺陷区域131是矩形。第二缺陷区域132同样是矩形，且与第 一缺陷区域131的尺寸相同。第S缺陷区域133是矩形，第S缺陷区域133与U字形金属 片113当中的第二区段金属1132交错且互相垂直。因此，第一缺陷接地结构13呈哑铃形 (dumbbell),哑铃的一头位在第一发夹形谐振器11的发夹结构内部，哑铃的另一头位在第 一发夹形谐振器11的发夹结构外部，哑铃的中间轴则与第二区段金属1132交错且互相垂 直，通过第二区段金属1132的中点。
[0034] 如上所述的第一发夹形谐振器11W及第一缺陷接地结构13,所形成的微带线滤 波器1是一个低通滤波器，能够抑制高频的频率成份通过。微带线滤波器1包括信号馈入 点14W及信号输出点15,信号馈入点14位于邻近U字形金属片113连接第一金属片111 的一端，信号输出点15位于邻近U字形金属片113连接第二金属片112的一端。可藉由调 整第一金属片111、第二金属片112、U字形金属片113的尺寸W及调整第一缺陷区域131、 第二缺陷区域132、第=缺陷区域133的尺寸，W改变微带线滤波器1的频率响应，例如改 变微带线滤波器1的截止频率（州toff化equen巧）、返回损失（returnloss)、插入损失 (insedionloss)及二次谐波与S次谐波的抑制效能。
[0035] 本实施例中揭露了第一发夹形谐振器11W及第一缺陷接地结构13的形状，然而 本发明所属技术领域人员当可W理解，其形状并不限于本实施例所揭露，端视滤波器所需 应用的场合W及欲达到的频率响应，对应设计第一发夹形谐振器11W及第一缺陷接地结 构13的形状，W下将列举其他种可能的实施方式。只要第一缺陷区域131位于第一发夹形 谐振器11的发夹结构内部，第二缺陷区域132位于第一发夹形谐振器11开口的相反方向， 第S缺陷区域133连接第一缺陷区域131及第二缺陷区域132,皆属于本发明范围之内。
[0036] 举例而言，第一缺陷接地结构13的形状也可W是S字形。例如第一缺陷区域131 是矩形，第二缺陷区域132是C字形，第二缺陷区域132的一端连接至第=缺陷区域133,第 S缺陷区域133连接至第一缺陷区域131的一角。S字型的缺陷接地结构可W参考如图6B 所绘示的示意图。
[0037] 于本发明上述实施例的微带线滤波器中，由于具有缺陷接地结构，可W有效使得 介质基板上层的微带线电路尺寸减小，因此可W减少滤波器所使用的面积。明确而言，相较 于不具有缺陷接地结构的微带线滤波器，欲得到相同的滤波器截止频率，使用缺陷接地结 构可W缩短U字形金属片113的长度。此外，缺陷接地结构亦可W改善微带线滤波器的频 率特性，使得滤波器的频率响应在抑制频带衰减的斜率更大。相较于传统的一阶滤波器，在 抑制频带频率每变为2倍仅衰减6地，若要有较高的衰减率则需使用更高阶的滤波器，然而 高阶滤波器会占用许多电路面积，而使用缺陷接地结构的微带线滤波器可W达成仅需使用 小面积并具有良好的滤波器频率特性的效果。
[003引于上述第一实施例中的微带线滤波器1包括一个第一发夹形谐振器11及一个第 一缺陷接地结构13,如欲得到更好的滤波器频率响应，可W在上述第一实施例的信号输出 端15之后再串接一级滤波器，W下说明本发明的第二实施例。
[0039] 图2绘示依据本发明第二实施例的微带线滤波器的俯视图。与第一实施例类似， 在介质基板的下表面配置有金属接地层22,于此不再寶述。本实施例的微带线滤波器2除 了包括与第一实施例相同的第一发夹形谐振器21W及第一缺陷接地结构23,还包括第二 发夹形谐振器24W及连接金属片25。第二发夹形谐振器24与第一发夹形谐振器21的开 口指向相同方向，如图2所示，两者的开口皆朝向方向D2。连接金属片25连接第一发夹形 谐振器21及第二发夹形谐振器24。金属接地层22还包括第二缺陷接地结构26,第二缺陷 接地结构26在上表面的投影与第二发夹形谐振器24有交叠。
[0040] 于图2所绘示的实施例中，是将两个相同的滤波器串接在一起。然而，本发明所 属技术领域人员当可W理解，前后两级的滤波器可W使用相同的结构亦可W使用不同的结 构，即第二发夹形谐振器24与第一发夹形谐振器21可W是不同的形状，且对应搭配的第二 缺陷接地结构26与第一缺陷接地结构23也可W是不同的形状。此外，前后两级的滤波器 亦可W使用相似的结构但彼此尺寸不同。只要串接后的微带线滤波器能够达到设计所需求 的频率响应效果即可。
[0041] 图3绘示依据本发明第二实施例实际测量得到的频率响应。此测量是根据实际尺 寸为宽度W2 = 6. 6mm，高度H2 = 6. 9mm的微带线滤波器2,其尺寸是根据实际应用的无线 通讯产品所需频段而作选择。曲线L1代表微带线滤波器2的反射损失（returnloss),即 S11参数，一般反射损失W-10地为口槛值，可W看出微带线滤波器2在频率2. 4G化附近 有良好的反射损失。而曲线L2代表微带线滤波器2的插入损失（insertionloss),即S21 参数。从曲线L2可W看出微带线滤波器2是一个低通滤波器，截止频率约在2. 601z。因此 本实施例的微带线滤波器2可W适用于使用2. 4GHz频段的无线通讯产品，例如应用于使用 Wi-Fi或Zi浊ee协定的产品。在频率2. 4GHz处的插入损失为-1. 3地。值得注意的是，在 二次谐波（secondharmonics)的频率处（即4. 8GHz)，其插入损失为-68. 25地，相较于传 统滤波器，微带线滤波器2大幅提升了对于二次谐波的抑制效果。
[0042] 实际设计时，可W依据所需规格来设计滤波器参数，例如在2. 4GHz处的插入损失 大小，在二次谐波频率处的插入损失大小及在=次谐波频率处的插入损失大小，调整滤波 器的设计。W下表一例示根据不同需求而设计的低 通滤波器范例，经实际测量而得到的频 率响应。
[0043]
[0044]表一
[0045] 由表一可W看出，依据本发明所设计的滤波器，对于二次谐波W及=次谐波的频 率成份，皆有非常良好的抑制效果，且反射损失亦能符合实务设计需求。而不论在无线信号 的发送端W及接收端，大幅抑制谐波的成份皆能有助于降低信号的失真及干扰程度，例如 于发送端能避免内部电路产生的谐波传送出去，或是于接收端在读取信号时能先过滤掉信 号中的谐波成份。
[0046] 由于第二实施例中的微带线滤波器2是一个低通滤波器，如欲实现一个带通滤波 器，可在其输出端或输入端串接一个高通滤波器。因此，本发明第=实施例的微带线滤波 器，是在第二实施例当中的第二发夹形谐振器24之后再串接一个高通滤波器4,高通滤波 器4可W使用集总元件实现。图4绘示依据本发明第=实施例的微带线滤波器中的高通滤 波器的等效电路图。高通滤波器4包括输入端P1、输出端P2、电容Cx、电感LxW及电感Ly。
[0047] 图5绘示依据本发明第=实施例实际测量得到的频率响应。曲线L3代表反射损 失，可W看出在频率2. 4GHz处仍然有良好的反射损失。而曲线L4代表插入损失，从曲线L4 可W看出微带线滤波器是一个带通滤波器，仅能通过频率范围落在2. 4GHz附近的信号。因 此较低频率的信号，例如900MHz的信号亦无法通过此带通滤波器（插入损失为-25. 13地）。 而二次谐波的频率处（4. 8GHz)，其插入损失为-58. 03地，S次谐波的频率处（7. 2GHz)，其 插入损失为-53. 00地。因此，第S实施例的滤波器适用于使用2. 4GHz频段的无线通讯产 品，且对于谐波成份有良好的抑制效果。
[0048] 图6A绘示依据本发明第四实施例的微带线滤波器的俯视图，图6B绘示依据本发 明第四实施例的微带线滤波器的仰视图。第四实施例同样是串接前后两级相同的滤波器， 于此不再寶述。与先前实施例不同之处在于，第四实施例中的微带线滤波器5所使用的缺 陷接地结构形状并不相同。
[0049] 微带线滤波器5包括第一发夹形谐振器51、第二发夹形谐振器54及连接金属片 55,金属接地层52包括第一缺陷接地结构53及第二缺陷接地结构56。因第二缺陷接地结 构56与第一缺陷接地结构53相同，仅针对第一缺陷接地结构53说明。
[0化日]请参照图她，第一缺陷接地结构53包括第一缺陷区域531、第二缺陷区域532及 第S缺陷区域533。于此实施例中，第一缺陷区域531是矩形，第一缺陷区域531位于第一 发夹形谐振器51的发夹结构内部，可W注意到其相对位置与图1C所示的第一缺陷区域131 不同，图1C中第一缺陷区域131是完全被U字形金属片113所包围。第二缺陷区域532是 C字形，即第二缺陷区域532具有一凹槽，C字形的开口方向D3与第一发夹形谐振器51的 开口方向D4互相垂直，第二缺陷区域532位于第一发夹形谐振器51开口的相反方向。第 =缺陷区域533是矩形，C字形的第二缺陷区域532的一端连接至第=缺陷区域533,第= 缺陷区域533连接至矩形的第一缺陷区域531的一角，第一缺陷接地结构53呈S字形。
[0051] 图7A及图7B绘示依据本发明第四实施例实际测量得到的频率响应。此测量是根 据实际尺寸为宽度W5 = 11. 6mm，高度册=5. 8mm的微带线滤波器5。图7A绘示插入损失 与频率的关系，微带线滤波器5设计的目标为针对2. 45GHz的频率信号。如图7A所绘示的 插入损失，在2. 45GHz频率处插入损失为-0. 45地，在二次谐波的频率处（4. 9GHz)插入损失 为-46. 94地，在S次谐波的频率处（7. 35GHz)插入损失为-39. 19地，同样能够有效地抑制 谐波成份。图7B绘示反射损失与频率的关系，在2. 45GHz频率处的反射损失为-10. 08地。 因此，微带线滤波器5可适于使用2. 45GHz频段的无线通讯产品。
[0052] 于本发明实施例上述的微带线滤波器，在印刷电路板上W微带线线路制作滤波 器，并且在印刷电路板背板的金属接地层蚀刻特殊设计过的图样W形成适当的缺陷接地结 构，W缺陷接地结构搭配印刷电路板上表面的微带线线路，如此制造的滤波器能够有良好 的频率特性，特别是对于谐波成份能有很好的抑制效果。且W微带线线路制作滤波器W达 成滤波性能一致性的要求，无需额外购买集总元件，亦无需额外的特殊印刷电路板制程，不 仅所占用的面积较小，并且能够节省制造成本。本案滤波器设计仅W2. 45GHz为通带当作 范例加W论述，但本案可适合用于任何频率的设计，例如W5GHz为通带的设计。
[0053] 图8A及图8B分别绘示依据本发明第五实施例的微带线滤波器的俯视图及仰视 图。本实施例的微带线滤波器6与图1A至图1C所示的微带线滤波器1的差别在于发夹形 谐振器61与缺陷接地结构63之间的相对关系，详细说明如下。类似于第一实施例，缺陷接 地结构63包括第一缺陷区域631、第二缺陷区域632及第=缺陷区域633,第一缺陷区域 631位于发夹形谐振器61的发夹结构内部，第二缺陷区域632位于发夹形谐振器61开口的 相反方向，第=缺陷区域633连接第一缺陷区域631及第二缺陷区域632。
[0化4]如图8A所示，发夹形谐振器61在开口内侧具有相对的第一侧边6101及第二侧边 6102。如图8B所示，第一缺陷区域631具有至少一第=侧边6313。第一侧边6101与第= 侧边6313对齐，可同时参考图8A及图8B，第S侧边6313在介质基板第一层的投影与第一 侧边6101是对齐的。
[0055]第一缺陷区域631更可W具有至少一第四侧边6314,如图8B所示，第S侧边6313 可与第四侧边6314平行，且第二侧边6102可与第四侧边6314对齐。第一缺陷区域631亦 可W是其他的形状，此处仅是W第=侧边6313与第四侧边6314平行作为例示性说明。 [0化6] 微带线滤波器6可作为射频滤波器（RFfilter)，可传输交流信号，当金属导体传 递交流信号时，由于集肤效应（skineffect),电流密度会较集中在导体的表面，在导体的 中屯、部分电流密度较低。因此，图8A中金属导体在邻近第一侧边6101及第二侧边6102处 的电流密度较大，图8B中金属接地层62在邻近第=侧边6313及第四侧边6314处的电流 密度较大。
[0化7] 对于交流信号而言，假设在一特定时间点第一侧边6101的电流II方向朝上，此时 第二侧边6102的电流12方向朝下，而金属接地层62靠近第=侧边6313处的电流13方向 朝上，靠近第四侧边6314处的电流14方向朝下。由于电流会产生感应磁场，当基板上下两 层对齐处的电流方向相同时，例如电流II与电流13的方向相同，该两个电流所产生的感应 磁场方向相同，所产生的磁力线会重迭，因而会增加互感（mu化al imluctance)。
[005引因此，当第一侧边6101与第S侧边6313对齐时，等效的电感值会增加；同理，当第 二侧边6102与第四侧边6314对齐时，等效的电感值会增加。由于当上下两层的结构对齐 可W使得等效电感增加，因此能够使用较小的电路面积实现相同的电感值，亦即可W有效 节省电路面积，而使滤波器达到相同的频率响应。< br>[0059] 图9A及图9B分别绘示依据本发明第六实施例的微带线滤波器的俯视图及仰视 图。本实施例的微带线滤波器7与微带线滤波器6的差别在于缺陷接地结构73的形状，第 一缺陷区域731可包括多个互相垂直的第一缺陷区段7310,第二缺陷区域732可包括多个 互相垂直的第二缺陷区段7320,第一缺陷区域731W及第二缺陷区域732例如皆可W是S 字形的缺陷接地结构，然不限于S字形，亦可W具有更多个弯折结构。微带线滤波器7可具 有上下层结构对齐的特征。
[0060] 如图9A所示，发夹形谐振器71在开口内侧具有相对的第一侧边7101及第二侧边 7102,如图9B所示，第一缺陷区域731具有多个第S侧边7313,多个第S侧边7313的方向 相一致，在此例子中，第S侧边7313位于第一缺陷区域731的右侧，而第一侧边7101与多 个第=侧边7313对齐。第一缺陷区域731更可W具有多个第四侧边7314,多个第四侧边 7314的方向相一致，在此例子中，第四侧边7314位于第一缺陷区域731的左侧，多个第=侧 边7313与多个第四侧边7314互相平行，且第二侧边7102与多个第四侧边7314对齐。
[0061] 类似于前一实施例所述，假设在一特定时间点第一侧边7101的电流15方向朝上， 此时第二侧边7102的电流16方向朝下，而金属接地层72靠近多个第=侧边7313处的电 流口方向朝上，靠近多个第四侧边7314处的电流18方向朝下。基板上下两层对齐处的电 流方向相同，因此等效电感值会增加。本实施例揭露了一种不同于前一实施例设计形状的 缺陷接地结构，同样能够达成增加电感而节省滤波器电路面积的效果。
[0062] 此外，如图6A及图她所示的微带线滤波器5,同样可W具有介质基板上下两层结 构对齐的特征，例如第一发夹形谐振器51开口结构内侧的一侧边与第一缺陷区域531的一 侧边对齐，亦能达到增加电感值的效果。
[0063] 于本发明实施例上述的微带线滤波器，除了利用缺陷接地结构搭配印刷电路板上 表面的微带线线路，使得滤波器能够有良好的频率特性，更由于缺陷接地结构与印刷电路 板上表面的微带线线路存在彼此对齐的结构特性，使得等效电感值增加，因而能够使用较 少的电路面积而完成相同功能的滤波器。
[0064]当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟 悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但该些相应的改变和变 形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
【主权项】
1. 一种微带线滤波器，其特征在于，包括： 一介质基板； 一第一发夹形谐振器，配置于该介质基板的一第一层；以及 一金属接地层，配置于该介质基板的一第二层，该金属接地层包括一第一缺陷接地结 构，该第一缺陷接地结构包括： 一第一缺陷区域，该第一缺陷区域在该第一层的投影位于该第一发夹形谐振器的发夹 结构内部； 一第二缺陷区域，该第二缺陷区域在该第一层的投影位于该第一发夹形谐振器开口的 相反方向；以及 一第三缺陷区域，连接该第一缺陷区域及该第二缺陷区域。2. 根据权利要求1所述的微带线滤波器，其特征在于，该第一缺陷区域是矩形，该第二 缺陷区域是矩形，且该第二缺陷区域与该第一缺陷区域的尺寸相同。3. 根据权利要求1所述的微带线滤波器，其特征在于，该第一缺陷区域是矩形，该第二 缺陷区域是C字形，该第二缺陷区域的一端连接至该第三缺陷区域，该第三缺陷区域连接 至该第一缺陷区域的一角。4. 根据权利要求1所述的微带线滤波器，其特征在于，该第一发夹形谐振器包括： 一第一金属片； 一第二金属片，平行于该第一金属片；以及 一U字形金属片，该U字形金属片的一端连接该第一金属片，该U字形金属片的另一端 连接该第二金属片。5. 根据权利要求4所述的微带线滤波器，其特征在于，该U字形金属片包括： 一第一区段金属，连接该第一金属片； 一第二区段金属，垂直于该第一区段金属；以及 一第三区段金属，垂直于该第二区段金属，且连接该第二金属片； 其中该第三缺陷区域是矩形，且该第三缺陷区域于该第一层的投影垂直于该U字形金 属片的该第二区段金属。6. 根据权利要求4所述的微带线滤波器，其特征在于，该U字形金属片包括： 一第一区段金属，连接该第一金属片； 一第二区段金属，垂直于该第一区段金属；以及 一第三区段金属，垂直于该第二区段金属，且连接该第二金属片； 其中该第一金属片是矩形，该U字形金属片的该第一区段金属是矩形，该第一区段金 属的线宽小于该第一金属片的线宽，该第三区段金属与该第一区段金属的形状与尺寸均相 同，该第二金属片与该第一金属片的形状与尺寸均相同。7. 根据权利要求4所述的微带线滤波器，其特征在于，该微带线滤波器还包括一信号 馈入点，位于邻近该U字形金属片连接该第一金属片的该端。8. 根据权利要求1所述的微带线滤波器，其特征在于，还包括： 一第二发夹形谐振器，该第二发夹形谐振器与该第一发夹形谐振器的开口指向相同方 向；以及 一连接金属片，连接该第一发夹形谐振器及该第二发夹形谐振器； 其中该金属接地层还包括一第二缺陷接地结构，该第二缺陷接地结构在该第一层的投 影与该第二发夹形谐振器有交叠。9. 根据权利要求8所述的微带线滤波器，其特征在于，该第二发夹形谐振器与该第一 发夹形谐振器的形状及尺寸皆相同，该第二缺陷接地结构与该第一缺陷接地结构的形状及 尺寸皆相同，该第二缺陷接地结构及该第二发夹形谐振器的相对位置关系亦与该第一缺陷 接地结构及该第一发夹形谐振器的相对位置关系相同。10. 根据权利要求8项所述的微带线滤波器，其特征在于，还包括一高通滤波器，连接 至该第二发夹形谐振器。11. 根据权利要求1所述的微带线滤波器，其特征在于，该第一发夹形谐振器在开口内 侧具有相对的一第一侧边及一第二侧边，该第一缺陷区域具有至少一第三侧边，该第一侧 边与该至少一第三侧边对齐。12. 根据权利要求11所述的微带线滤波器，其特征在于，该第一缺陷区域更具有至少 一第四侧边，该至少一第三侧边与该至少一第四侧边平行，且该第二侧边与该至少一第四 侧边对齐。13. 根据权利要求11所述的微带线滤波器，其特征在于，该第一缺陷区域包括多个互 相垂直的第一缺陷区段。14. 根据权利要求11所述的微带线滤波器，其特征在于，该第二缺陷区域包括多个互 相垂直的第二缺陷区段。
【专利摘要】本发明公开了一种微带线滤波器，微带线滤波器包括介质基板、第一发夹形谐振器以及金属接地层。第一发夹形谐振器配置于介质基板的第一层。金属接地层配置于介质基板的第二层，金属接地层包括第一缺陷接地结构。第一缺陷接地结构包括第一缺陷区域、第二缺陷区域以及第三缺陷区域。第一缺陷区域在第一层的投影位于第一发夹形谐振器的发夹结构内部。第二缺陷区域在第一层的投影位于第一发夹形谐振器开口的相反方向。第三缺陷区域连接第一缺陷区域及第二缺陷区域。
【IPC分类】H01P1/212
【公开号】CN104900953
【申请号】CN201510175623
【发明人】江孟谦, 陈建铭
【申请人】中磊电子（苏州）有限公司, 中磊电子股份有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年4月14日
【公告号】CN104064841A
最新回复(0)