CN103490123B - 平面带通滤波器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种应用于通信领域的平面带通滤波器包括设有接地通孔的介质基片、位于介质基片上表面的主线路和位于介质基片下表面的金属地板，所述主线路为环形对称结构，包括两个四分之一波长阶梯阻抗谐振器和一个环形二分之一波长阶梯阻抗谐振器，两个四分之一波长阶梯阻抗谐振器级连成圆环结构，环形二分之一波长阶梯阻抗谐振器嵌入所述圆环结构内，两个四分之一波长阶梯阻抗谐振器通过接地通孔连接，两个四分之一波长阶梯阻抗谐振器上分别连接输入/输出馈线。该滤波器具有中心频率、带宽易于控制、频率选择性高、带间隔离度高、结构紧凑等特点。
Description
技术领域
本发明属于微波通信技术领域，具体涉及一种结构紧凑、频率选择性高的平面带通滤波器。
背景技术
随着无线通信系统的快速发展，对高选择性、低插损、小型化的微波带通滤波器提出更高的要求。为提高滤波器的频率选择性，传统巴特沃斯和切比雪夫滤波器主要通过增加滤波器阶数来实现，但会导致滤波器体积增大，插损增加；椭圆函数滤波器可通过在阻带引入对称的传输零点，实现滤波器高选择性，但椭圆函数滤波器电路复杂、调试难度大。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的上述问题，提供一种结构紧凑、频率选择性高的平面带通滤波器。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种平面带通滤波器，包括设有接地通孔的介质基片、位于介质基片上表面的主线路和位于介质基片下表面的金属地板，其特征在于：所述主线路为环形对称结构，包括两个四分之一波长阶梯阻抗谐振器和一个环形二分之一波长阶梯阻抗谐振器，两个四分之一波长阶梯阻抗谐振器级连成圆环结构，环形二分之一波长阶梯阻抗谐振器嵌入所述圆环结构内，两个四分之一波长阶梯阻抗谐振器通过接地通孔连接，两个四分之一波长阶梯阻抗谐振器上分别连接输入/输出馈线。
进一步地，所述四分之一波长阶梯阻抗谐振器包括连接在一起的一段低阻抗传输线和一段高阻抗传输线连接。
进一步地，所述环形二分之一波长阶梯阻抗谐振器包括一段高阻抗传输线和分别连接在高阻抗传输线两端的两段低阻抗传输线。
进一步地，所述输入/输出馈线均为特性阻抗50欧姆的微带线。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
首先，本发明的平面带通滤波器采用环形对称结构，可以有效的在滤波器谐振单元间引入混合电磁耦合并在滤波器通带附近引入传输零点，实验证明，本发明的平面带通滤波器可以在通带附件产生3个传输零点，提高了滤波器的频率选择特性；
其次，本发明的平面带通滤波器可以通过其两个四分之波长阶梯阻抗谐振器和二分之一波长阶梯阻抗谐振器的尺寸的调整实现其中心频率的调节，通过调整谐振器间的电磁耦合强度实现滤波器带宽的调节，因此，其中心频率及带宽均易于控制；
最后，本发明的平面带通滤波器的电路为平面结构，结构紧凑、体积小巧。
附图说明
图1为本发明的平面带通滤波器的结构示意图；
图2为实施例中的平面带通滤波器的频率响应曲线。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本实施例中的平面带通滤波器包括设有接地通孔11的介质基片1、位于介质基片上1表面的主线路2和位于介质基片1下表面的金属地板3，如图2所示，主线路2为环形对称结构，包括两个四分之一波长阶梯阻抗谐振器21、22和一个环形二分之一波长阶梯阻抗谐振器23，两个四分之一波长阶梯阻抗谐振器21、22级联成圆环结构，环形二分之一波长阶梯阻抗谐振器23嵌入所述圆环结构内，两个四分之一波长阶梯阻抗谐振器21、22通过接地通孔11连接并实现接地。四分之一波长阶梯阻抗谐振器21、22均由一段低阻抗传输线211、221和一段高阻抗传输线212、222连接而成，环形二分之一波长阶梯阻抗谐振器23由两段低阻抗传输线231、232和一段高阻抗传输线233连接而成，结构上相邻的传输线之间，如传输线211与传输线231、233之间、传输线221与传输线232、233之间以及传输线212与传输线222之间形成电磁耦合，所形成的电磁耦合是形成带通滤波器的关键，电磁耦合的强度决定着滤波器的带宽、通带内插入损耗的大小及滤波器频率选择性；两个四分之波长阶梯阻抗谐振器21、22和二分之一波长阶梯阻抗谐振器23的尺寸则决定滤波器的中心频率。
两个四分之一波长阶梯阻抗谐振器21、22上分别连接输入/输出馈线24、25，本实施例中的输入/输出馈线24、25均为特性阻抗50欧姆的微带线。
本实施例中的平面带通滤波器的频率响应曲线如图2所示，图中的曲线S11为信号端口反射的特性曲线，曲线S21为信号的传输特性曲线，由图可知，本实施例中的平面带通滤波器的中心频率是1.51GHz，其3dB带宽为21.3%，插入损耗为0.7dB，回波损耗大于21.1dB，在通带附近产生3个传输零点，分别是位于0.91GHz的Tz1、1.78GHz的Tz2、2.41GHz的Tz3，传输零点的产生极大的提高了滤波器的频率选择特性和通带间的隔离性。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。
Claims (2)
1.一种平面带通滤波器，包括设有接地通孔的介质基片、位于介质基片上表面的主线路和位于介质基片下表面的金属地板，其特征在于：所述主线路为环形对称结构，包括两个四分之一波长阶梯阻抗谐振器和一个环形二分之一波长阶梯阻抗谐振器，两个四分之一波长阶梯阻抗谐振器级连成圆环结构，环形二分之一波长阶梯阻抗谐振器嵌入所述圆环结构内，两个四分之一波长阶梯阻抗谐振器通过接地通孔连接，两个四分之一波长阶梯阻抗谐振器上分别连接输入/输出馈线；
所述四分之一波长阶梯阻抗谐振器包括连接在一起的一段低阻抗传输线和一段高阻抗传输线连接；
所述环形二分之一波长阶梯阻抗谐振器包括一段高阻抗传输线和分别连接在高阻抗传输线两端的两段低阻抗传输线；
所述结构上相邻的阶梯阻抗谐振器的传输线之间存在电磁耦合。
2.根据权利要求1所述的平面带通滤波器，其特征在于：所述输入/输出馈线均为特性阻抗50欧姆的微带线。
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