CN103296341B - 一种滤波器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种滤波器，包括腔体、分别与腔体相对面相连的输入端和输出端，所述腔体的与所述输入端或者输出端相连的面的内壁上设置有基板，在所述基板的表面上附着有金属片，金属片上设置有镂空的开口环形槽，金属片分别与邻近的所述输入端或者输出端电连接。通过在滤波器内构造两个相对设置的微带贴片天线结构提高了输入端和输出端之间的耦合，可以将信号高效率地从输入端导入腔内，再把信号高效率地从输出端导出，从而提高了滤波器的性能。同时，通过改变腔体沿输入端至输出端方向的长度，具有这种结构的滤波器可以实现带通的功能，有利于滤波器的小型化。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，更具体地说，涉及一种滤波器。
背景技术
滤波器是无线电技术中的常见器件之一，被广泛应用于通讯、雷达、导航、电子对抗、卫星、测试仪表等电子设备中，滤波器的体积主要取决于谐振腔的个数和容积。
带通滤波器是指能够通过某一频率范围内的频率分量、但是将其他范围内的频率分量衰减到极低水平的滤波器。通常使用多个谐振腔之间的相互耦合来实现带通滤波器，所以带通滤波器体积通常比较大。现有滤波器的输入端和输出端的耦合效果不够好，信号的导入、导出效率较低，极大地影响滤波器的性能。
微带贴片天线包括介质基板和分别附着在介质基板正反面上的微带贴片(金属辐射元)和接地层(参考地GROUND)，微带贴片天线通常采用同轴线馈电。同轴线的内导体穿过接地层和介质基板与微带贴片电连接。微带贴片天线具有质量轻、体积小和易于制造等优点。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术中滤波器的输入端和输出端耦合性能不好以及滤波器体积通常比较大的缺陷，提供一种滤波器，在该滤波器内构造两个相对设置的微带贴片天线结构，提高滤波器输入端和输出端之间的耦合性能，并且使用这种结构的滤波器还可以实现带通的功能，有利于滤波器的小型化。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种滤波器，包括腔体、分别与腔体相对面相连的输入端和输出端，所述腔体与所述输入端或者输出端相连的面的内壁上设置有基板，在所述基板的表面上附着有金属片，金属片上设置有镂空的开口环形槽，金属片分别与邻近的所述输入端或者输出端电连接。
在本发明的优选实施方式中，所述金属片有两个相对的角被切去直角三角形的结构。
在本发明的优选实施方式中，所述开口环形槽为弯角是直角的开口U形槽。
在本发明的优选实施方式中，所述输入端或者输出端与所述金属片电连接的位置偏离金属片的中心点。
在本发明的优选实施方式中，所述基板为陶瓷材料。
在本发明的优选实施方式中，所述基板为人工电磁材料。
在本发明的优选实施方式中，所述基板为FR4或者F4B。
在本发明的优选实施方式中，所述基板为树脂基材料。
在本发明的优选实施方式中，所述基板为铁电材料。
在本发明的优选实施方式中，所述基板为铁氧材料或者铁磁材料。
实施本发明，具有以下有益效果：通过在滤波器内构造两个相对设置的微带贴片天线结构提高了输入端和输出端之间的耦合性能，可以将信号高效率地从输入端导入腔内，再把信号高效率地从输出端导出，进而提高了滤波器的性能。同时，通过改变腔体沿输入端至输出端方向的长度，具有这种结构的滤波器可以实现带通的功能，有利于滤波器的小型化。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是滤波器的腔体中附着基板和金属片的一个的面上的结构示意图；
图2是实施例中滤波器的透视图的示意图；
图3是图1所示结构作为微带天线时其对应的S参数特性仿真示意图；
图4是实施例中当金属片之间的距离为54毫米时该滤波器的S参数特性仿真示意图；
图5是实施例中当金属片之间的距离为40毫米时该滤波器的S参数特性仿真示意图；
图6是实施例中当金属片之间的距离为50毫米时该滤波器的S参数特性仿真示意图；
图7是实施例中当金属片之间的距离为60毫米时该滤波器的S参数特性仿真示意图。
具体实施方式
本实施例提供一种滤波器，如图1和图2所示，该滤波器包括铜质的腔体、分别与腔体的相对面相连并伸入腔体内的输入端7和输出端8、所述腔体与所述输入端7和输出端8相连的面的内壁1和2上分别设置有介电常数为41.9、尺寸为31.5毫米×31.5毫米的陶瓷基板3和4，在基板3和4的表面上附着有24.5毫米×24.5毫米的铜质金属片5和6，在金属片5和6上各切去两个相对的直角边为1.7毫米的等腰直角三角形切角，在金属片5和6上分别设置有镂空的直角U形槽，如图1所示，所述U形槽的侧边a和底边b的尺寸分别为7.4毫米和4毫米，侧边和底边与金属片边界的距离c和d分别是8.15毫米和10.25毫米，镂空的U形槽的槽宽e为0.9毫米；
金属片5与输入端7电连接，金属片6与输出端8电连接，其中输入端或者输出端与金属片的电连接点不在金属片的中心点位置，偏离中心点2毫米。输入端和输出端采用同轴线结构，同轴线穿过腔体的面和基板伸入到腔体内，同轴线的线芯为导电材料，线芯与金属片电连接。输入端7、腔体的面1、基板3和金属片5构成微带贴片天线结构，对具有该结构的贴片天线进行仿真，其S参数特性如图3所示，其谐振频率为830MHz；输出端8、腔体的面2、基板4和金属片6也构成微带贴片天线结构。其中基板也可以采用人工电磁材料、FR4、F4B、树脂基材料、铁电材料、铁氧材料或者铁磁材料等，其中人工电磁材料包括介质基板和附着在介质基板上的金属微结构，金属微结构是由金属线形成的几何图案比如工字形，十字形或者其他几何形状，这种人工电磁材料具有较高的介电常数有利于滤波器的小型化。
通过在输入输出端构造微带天线的结构提高了滤波器输入端到输出端的耦合性能。调节金属片切角的尺寸和镂空U形槽的尺寸可以使微带贴片天线产生圆极化波，可以进一步改善输入端和输出端之间的耦合特性。改变金属片之间的距离，即改变腔体沿输入端至输出端方向的长度，可以使具有该结构的滤波器实现滤波功能。图4至图7分别对应金属片之间的距离为54毫米、40毫米、50毫米和60毫米时滤波器的S参数特性仿真图。有图4可知，当金属片之间的距离为54毫米时该滤波器具有较好的滤波特性，通带带宽为10MHz。相对现有技术中实现带通的滤波器，该滤波器具有较小的体积，实现了滤波器的小型化。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种滤波器，包括腔体、分别与腔体相对面相连并伸入所述腔体内的输入端和输出端，其特征在于，所述腔体与所述输入端相连的面的内壁上以及所述腔体与所述输出端相连的面的内壁上分别设置有基板，在所述基板的表面上附着有金属片，金属片上设置有镂空的开口环形槽，金属片分别与邻近的所述输入端或者输出端电连接，所述金属片有两个相对的角被切去直角三角形的结构。
2.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述开口环形槽为弯角是直角的开口U形槽。
3.根据权利要求2所述的滤波器，其特征在于，所述输入端或者输出端与所述金属片电连接的位置偏离金属片的中心点。
4.根据权利要求1至3任一所述的滤波器，其特征在于，所述基板为陶瓷材料。
5.根据权利要求1至3任一所述的滤波器，其特征在于，所述基板为FR4或者F4B。
6.根据权利要求1至3任一所述的滤波器，其特征在于，所述基板为树脂基材料。
7.根据权利要求1至3任一所述的滤波器，其特征在于，所述基板为铁电材料。
8.根据权利要求1至3任一所述的滤波器，其特征在于，所述基板为铁氧材料或者铁磁材料。
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