CN102222810A - 一种微带双模带通滤波器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微带双模带通滤波器，其包括一圆形贴片，所述圆形贴片上连接相互垂直的两个馈线，所述圆形贴片上开设有一槽孔，所述馈线两边对称开有两个槽口。本发明通过将圆形贴片开槽来实现双模带通滤波器，此微带带通滤波器，其性能优于其他外形的带通滤波器。

Description

一种微带双模带通滤波器

技术领域

本发明涉及微波通信技术，具体涉及一种微带双模带通滤波器。

背景技术

从电信发展的历程来看，滤波器在微波电路中一直扮演着重要的角色，是使用较多的无源器件，并伴随着通信技术的发展而取得不断的进展。

从实用的角度出发，对所有手持式电子设备，如便携移动电话等，微型化是一个重要的研究课题。在射频部分，虽然单片微波集成电路(MMIC)的出现预示着射频有源电路如放大器、调制器、频率转换器的微型化越来越成为可能。但对射频滤波器和振荡器等含有谐振器的电路的尺寸缩小的优化方面还存在许多有待解决的问题。因此，滤波器尺寸的缩小和性能的提高将继续是两大重要课题。

微波滤波器小型化通常采用的几种方法：1、采用高介电常数材料减小滤波器的体积。2、采用慢波结构设计微带滤波器。3、采用多层技术减小滤波器的体积。4、采用双模谐振器设计滤波器。

微带谐振器易于和其它微波电路集成，是目前开发微波元器件的热点。双模谐振器是微波带通滤波器小型化最有效的手段之一，主要包括波导双模谐振器、介质双模谐振器和微带双模谐振器。常用微带谐振器可以是圆形、方形、环形或折线等形式。

从现有文献来看，已经研究的微带双模谐振器(滤波器)主要包括：圆形、方形、圆环形、方环形、折线形环、或三角等形式。

但是现有微带双模滤波器性能并不能够达到要求，故提供一种性能优越的微带双模滤波器是本领域亟需解决的问题。

发明内容

本发明针对现有滤波器所存在的问题，而提供一种在圆形贴片谐振器上开有斜槽形成的贴片双模微带带通滤波器。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种微带双模带通滤波器，所述滤波器包括一圆形贴片，所述圆形贴片上连接相互垂直的两个馈线，所述圆形贴片上开设有一槽孔，所述馈线两边对称开有两个槽口。

在本发明的一实施例中，所述槽孔相对于相互垂直的馈线斜向设置。

进一步的，所述槽孔为长方形。

再进一步的，所述槽孔的长度为11mm、宽度为1mm，与水平方向的夹角为43°。

在本发明的一实施例中，所述槽口为矩形。

进一步的，所述槽口的宽度为0.6mm、深度为1mm。

在本发明的一实施例中，所述圆形贴片和馈线都为铜箔。

进一步的，所述圆形贴片和馈线的介电系数为2.65，衬底厚度为1mm。

在本发明的一实施例中，所述馈线采用直接耦合的方式。

本发明提供的圆形开槽贴片双模带通滤波器将圆形贴片开槽来实现双模带通滤波器，此微带带通滤波器，其性能优于其他外形的带通滤波器。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参见图1，本发明提供的圆形开槽贴片双模微带带通滤波器包括圆形贴片1。为了实现双模带通滤波器，本发明采用在通常的圆形贴片1上连接相互垂直的两个馈线4，同时在圆形贴片1上开设有一槽孔2(作为微扰)，并在馈4线的两边对称开有两个槽口3，以便降低带通滤波器的中心频率。

本发明对上述方案进一步优化，其中，槽孔2为长方形，并相对于相互垂直的馈线4斜向设置。

再者，本发明中槽口3为矩形。

馈线4采用直接耦合的方式，以减小通带的插损。

本发明提供的微带带通滤波器拓扑结构，采用麦克斯韦方程证明此拓扑结构。对于实际应用，可采用数值方法来证明，学术和工程上常采用的方法是利用商用的高频电磁仿真软件进行电磁仿真来证明、优化。

本发明采用HFSS对提出的拓扑结构进行优化。再将优化的结构制成样品，对样品测试，用实验的方法证实该滤波器拓扑结构。

基于上述方案，本发明的具体实施如下：

参见图2，对于圆形贴片1上长方形的槽孔2，其长度a＝11mm，宽度b＝1mm，与水平方向的夹角为43°。

对于矩形槽口3，器宽度c＝0.6mm，深度d＝1mm。

并且滤波器圆形贴片1和馈线4均为铜箔，介电系数为2.65，衬底厚度为1mm。

双模特性是Wolff在20世纪70年代初用来设计和制作带通滤波器时首先发现的。谐振器中对于不同的场分布有无穷多个谐振模式和谐振频率，其中具有相同谐振频率的模式称为简并模。若在单个谐振器中通过加入一些微扰(比如开槽、切角或加入小的贴片、内切角等)，会改变原正交简并模的电场分布，使得一对正交简并模之间发生耦合，两个耦合简并模的作用相当于两个耦合谐振器，从而在保持谐振回路不变的情况下，使谐振器的个数减少一半。通过改变这些微扰的大小可以对耦合强度进行控制。

圆形谐振器具有一对垂直的简并模式，一般的圆形谐振器在对称面上引入微扰使得一对简并模式分开，从而等效为两个调谐电路，因此滤波器固有的阶数可减少一半，能够减小尺寸，使结构更紧凑。本发明的圆形谐振器采用的是加槽作为微扰，不同于已有的圆形双模微带带通滤波器，该滤波器性能优于其他外形的带通滤波器，馈线的两旁对称开有矩形槽，增加了电容，可以使通带的中心频率下降，达到滤波器小型化的目的。

基于上述原理，本发明提供的圆形开槽贴片双模微带带通滤波器，在滤波器的外形(拓扑结构)上不同于现有双模微带带通滤波器的外形(圆形、方形、圆环形、方环形、折线形、三角形等)。本发明的微带带通滤波器，其性能优于其他外形的带通滤波器。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种微带双模带通滤波器，所述滤波器包括一圆形贴片，其特征在于，所述圆形贴片上连接相互垂直的两个馈线，所述圆形贴片上开设有一槽孔，所述馈线两边对称开有两个槽口。

2.根据权利要求1所述的一种微带双模带通滤波器，其特征在于，所述槽孔相对于相互垂直的馈线斜向设置。

3.根据权利要求1或2所述的一种微带双模带通滤波器，其特征在于，所述槽孔为长方形。

4.根据权利要求3所述的一种微带双模带通滤波器，其特征在于，所述槽孔的长度为11mm、宽度为1mm，与水平方向的夹角为43°。

5.根据权利要求1所述的一种微带双模带通滤波器，其特征在于，所述槽口为矩形。

6.根据权利要求5所述的一种微带双模带通滤波器，其特征在于，所述槽口的宽度为0.6mm、深度为1mm。

7.根据权利要求1所述的一种微带双模带通滤波器，其特征在于，所述圆形贴片和馈线都为铜箔。

8.根据权利要求7所述的一种微带双模带通滤波器，其特征在于，所述圆形贴片和馈线的介电系数为2.65，衬底厚度为1mm。

9.根据权利要求1所述的一种微带双模带通滤波器，其特征在于，所述馈线采用直接耦合的方式。

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