CN104051828A - 一种具有多传输零点的小型化带通滤波器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有多传输零点的小型化带通滤波器，采用微带形式实现，包括微带基片、底层地和顶层微带电路，其中，微带基片形成于底层地之上，顶层微带电路形成于微带基片之上；顶层微带电路包括相互嵌套耦合的第一谐振器和第二谐振器、输入抽头、输出抽头、第一阶梯阻抗开路线和第二阶梯阻抗开路线，两个阶梯阻抗开路线作为馈线与两个谐振器耦合。两个谐振器采用嵌套耦合的方式不仅增强了耦合强度，而且大大降低了滤波器尺寸。通过耦合方式馈电，在通带的上下边带产生传输零点，另外阶梯阻抗开路线方式的馈线在上边带远端产生传输零点，提高了上边带的抑制特性。本发明的滤波器结构简单、紧凑，具有良好的通带和阻带特性，便于微波电路集成。
Description
技术领域
本发明涉及微带滤波器技术领域，特别涉及一种具有多传输零点的小型化带通滤波器。
背景技术
滤波器是无线通信系统中用于抑制干扰信号不可或缺的重要无源器件。随着无线通信的快速发展，新材料、新工艺及半导体技术的迅猛发展，使得射频、微波、毫米波电路的集成度越来越高，体积越来越小，而由于滤波器的特殊性一般无法与其他功能电路相集成，如何设计高性能、小型化的滤波器，是目前微波、毫米波电路设计的关键环节之一。
增加滤波器阶数是提高滤波器阻带抑制特性最为有效的方法之一，随着阶数的增加插入损耗和设计复杂度的增加不可避免。
为了实现较好的阻带抑制特性，同时使滤波器有较小的插入损耗。采用少量的谐振单元和带外传输零点是最为常用的有效实施方式之一。
发明内容
(一)要解决的技术问题
有鉴于此，本发明的主要目的是提供一种具有多传输零点的小型化带通滤波器，以解决现有滤波其无法平衡通带和阻带特性的问题。
(二)技术方案
为达到上述目的，本发明提供了一种具有多传输零点的小型化带通滤波器，该小型化带通滤波器采用微带形式实现，包括微带基片、底层地和顶层微带电路，其中，微带基片形成于底层地之上，顶层微带电路形成于微带基片之上；其中，顶层微带电路包括相互嵌套耦合的第一谐振器7和第二谐振器8、输入抽头5、输出抽头6、第一阶梯阻抗开路线3和第二阶梯阻抗开路线4，输入抽头5连接于第二阶梯阻抗开路线4，输出抽头6连接于第一阶梯阻抗开路线3，两个阶梯阻抗开路线(3、4)作为馈线与两个谐振器(7、8)耦合。
上述方案中，所述相互嵌套耦合的第一谐振器7和第二谐振器8由传输线构成，传输线的电长度在中心频率处为1/2波长。所述构成第一谐振器7和第二谐振器8的传输线采用均匀传输线或阶梯阻抗传输线。
上述方案中，所述输入抽头5或输出抽头6为特征阻抗50欧姆的传输线。所述输入抽头5与第二阶梯阻抗开路线4之间采用渐变传输线连接，所述输出抽头6与第一阶梯阻抗开路线3之间采用渐变传输线连接。
上述方案中，所述第一阶梯阻抗开路线3和第二阶梯阻抗开路线4采用开路线耦合的方式进行馈电。所述第一阶梯阻抗开路线3和第二阶梯阻抗开路线4采用均匀传输线或阶梯阻抗传输线。
上述方案中，所述微带基片的相对介电常数1-100，厚度为0.05-5mm。
上述方案中，该小型化带通滤波器为中心奇对称结构。
(三)有益效果
从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：
1、本发明提供的具有多传输零点的小型化带通滤波器，由于谐振器嵌套使用，极大程度地减小了滤波器尺寸。
2、本发明提供的具有多传输零点的小型化带通滤波器，采用开路线耦合的方式可靠性高，易于加工。开路线使用阶梯阻抗实现，便于调节耦合强度，增加设计自由度。
3、本发明提供的具有多传输零点的小型化带通滤波器，在山下边带临近通带产生传输零点，提高了阻带抑制特性；同时，因为使用了较少的谐振器，使得通带插入损耗较小，通带平坦特性优异。
附图说明
图1是依照本发明实施例的具有多传输零点的小型化带通滤波器的示意图。
图2是图1中相互嵌套耦合的两个谐振器的示意图。
图3是对图1所示具有多传输零点的小型化带通滤波器进行仿真测试的结果图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
本发明提供了一种具有多传输零点的小型化带通滤波器，该小型化带通滤波器采用微带形式实现，包括微带基片、底层地和顶层微带电路，其中，微带基片形成于底层地之上，顶层微带电路形成于微带基片之上；顶层微带电路包括相互嵌套耦合的第一谐振器7和第二谐振器8、输入抽头5、输出抽头6、第一阶梯阻抗开路线3和第二阶梯阻抗开路线4，输入抽头5连接于第二阶梯阻抗开路线4，输出抽头6连接于第一阶梯阻抗开路线3，两个阶梯阻抗开路线(3、4)作为馈线与两个谐振器(7、8)耦合。整个滤波器为中心奇对称结构。微带基片的相对介电常数1-100，厚度为0.05-5mm。
相互嵌套耦合的第一谐振器7和第二谐振器8由传输线构成，传输线的电长度在中心频率处为1/2波长。即相互嵌套的谐振器采用电长度1/2波长传输线，折叠使用，两谐振器关于中心奇对称。构成第一谐振器7和第二谐振器8的传输线采用均匀传输线或阶梯阻抗传输线。
两个谐振器(7、8)采用嵌套耦合的方式不仅增强了耦合强度，而且大大降低了滤波器尺寸。通过耦合方式馈电，可以在通带的上下边带产生传输零点，另外阶梯阻抗开路线方式的馈线在上边带远端产生传输零点，提高了上边带的抑制特性。
输入抽头5或输出抽头6为特征阻抗50欧姆的传输线。输入抽头5与第二阶梯阻抗开路线4之间采用渐变传输线连接，输出抽头6与第一阶梯阻抗开路线3之间采用渐变传输线连接。
第一阶梯阻抗开路线3和第二阶梯阻抗开路线4采用开路线耦合的方式进行馈电。第一阶梯阻抗开路线3和第二阶梯阻抗开路线4采用均匀传输线或阶梯阻抗传输线。输入/输出馈电采用开路线耦合方式，开路线采用阶梯阻抗传输线实现耦合强度调节。
本实施例中，微带基片相对介电常数3.55，厚度0.508mm。
图1为依照本发明实施例的具有多传输零点的小型化带通滤波器的示意图。该小型化带通滤波器包含嵌套耦合的谐振器(7，8)，输入/输出抽头(5，6)，阶梯阻抗开路线(3，4)作为馈线与谐振器耦合。输入/输出传输线的特征阻抗为50欧姆，输入/输出抽头与馈线之间采用较短的渐变传输线连接。
图2是图1中相互嵌套耦合的两个谐振器的示意图。此处采用螺旋嵌套的方式实现耦合，但本发明的实施方式不受上述实施实例的限制。两个谐振器关于中心奇对称，调节间距S1可以调节耦合强度以获得所需的耦合系数。
图3是对图1所示具有多传输零点的小型化带通滤波器进行仿真测试的结果图。本发明的实施实例的仿真和测试结果频率特性包括：S11和S21，横坐标代表频率变量，单位为GHz；纵坐标代表幅度变量，单位为dB。虚线代表仿真结果，实现代表测试结果。由图3可以看出，本发明的带通滤波器中心频率4.8GHz，绝对带宽大于1.2GHz，在3.1GHz和5.85GHz处产生传输零点(9、10)提高阻带印制特性。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种具有多传输零点的小型化带通滤波器，其特征在于，该小型化带通滤波器采用微带形式实现，包括微带基片、底层地和顶层微带电路，其中，微带基片形成于底层地之上，顶层微带电路形成于微带基片之上；
顶层微带电路包括相互嵌套耦合的第一谐振器(7)和第二谐振器(8)、输入抽头(5)、输出抽头(6)、第一阶梯阻抗开路线(3)和第二阶梯阻抗开路线(4)，输入抽头(5)连接于第二阶梯阻抗开路线(4)，输出抽头(6)连接于第一阶梯阻抗开路线(3)，两个阶梯阻抗开路线(3、4)作为馈线与两个谐振器(7、8)耦合。
2.根据权利要求1所述的具有多传输零点的小型化带通滤波器，其特征在于，所述相互嵌套耦合的第一谐振器(7)和第二谐振器(8)由传输线构成，传输线的电长度在中心频率处为1/2波长。
3.根据权利要求2所述的具有多传输零点的小型化带通滤波器，其特征在于，所述构成第一谐振器(7)和第二谐振器(8)的传输线采用均匀传输线或阶梯阻抗传输线。
4.根据权利要求1所述的具有多传输零点的小型化带通滤波器，其特征在于，所述输入抽头(5)或输出抽头(6)为特征阻抗50欧姆的传输线。
5.根据权利要求1所述的具有多传输零点的小型化带通滤波器，其特征在于，所述输入抽头(5)与第二阶梯阻抗开路线(4)之间采用渐变传输线连接，所述输出抽头(6)与第一阶梯阻抗开路线(3)之间采用渐变传输线连接。
6.根据权利要求1所述的具有多传输零点的小型化带通滤波器，其特征在于，所述第一阶梯阻抗开路线(3)和第二阶梯阻抗开路线(4)采用开路线耦合的方式进行馈电。
7.根据权利要求1所述的具有多传输零点的小型化带通滤波器，其特征在于，所述第一阶梯阻抗开路线(3)和第二阶梯阻抗开路线(4)采用均匀传输线或阶梯阻抗传输线。
8.根据权利要求1所述的具有多传输零点的小型化带通滤波器，其特征在于，所述微带基片的相对介电常数1-100，厚度为0.05-5mm。
9.根据权利要求1所述的具有多传输零点的小型化带通滤波器，其特征在于，该小型化带通滤波器为中心奇对称结构。
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| CN106848504A (zh) * | 2017-04-01 | 2017-06-13 | 电子科技大学 | 一种微带双g型窄带带通滤波器 |
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| CN103762404A (zh) * | 2013-12-31 | 2014-04-30 | 电子科技大学 | 双频带滤波器 |
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