CN104124496A - 微带三通带带通滤波器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种整体尺寸小且各通带特性具有独立可控性的微带三通带带通滤波器。该微带三通带带通滤波器，包括从上到下依次层叠设置的上金属层、介质基片、下金属层，所述上金属层上印制有电路结构，所述电路结构包括第一谐振器、第二谐振器、短路枝节加载半波长谐振器、第一U型半波长谐振器、第二U型半波长谐振器、第一S型半波长谐振器、第二S型半波长谐振器、第一馈线及第二馈线，利用上述结构可形成三个独立的滤波器，每个滤波器的通带频率及通带带宽都可以单独调整，而且频率选择性好、通带间隔离度高、低插损、阻带宽，同时，该微带三通带带通滤波器结构紧凑、整体尺寸较小。适合在微波滤波器技术领域推广应用。

Description

微带三通带带通滤波器

技术领域

本发明涉及微波滤波器技术领域，具体涉及一种微带三通带带通滤波器。

背景技术

目前，在通信领域中，高效的频谱利用率对射频滤波器有着更高的需求，而通信系统往往是要求同时工作在多个频段，如很多设备要同时支持三个频段的同时接入，同时需要实现通信系统的小型化，所以要实现对三个频带信号的尽可能无衰减的传输、对带外信号最大限度地衰减。通信系统的小型化就需要相应的三通带滤波器才能得以实现。

现有的三通带滤波器主要有以下几种方式来实现：

第一种是利用多个滤波器组合来设计，其中包括带通滤波器和带阻滤波器的组合、多个带通滤波器的组合等。该种三通带滤波器能独立的调整各个通带的工作频率，并且三个通带带宽等特性可以自由调节和设计，但是整体尺寸太大、成本高、不利于多频带通信系统的小型化发展。

第二种是利用多模谐振器来设计，其中包括阶梯阻抗谐振器三通带滤波器、加载型三通带滤波器等。该种三通带滤波器的各通带带宽基本都是由相同的端耦合和谐振器间耦合结构决定，导致各通带带宽之间的相互关联，因此各通带的带宽设计范围有限。

第三种是由一组谐振器来实现三通带带通滤波器结构。该种滤波器的谐振器同时工作在三个频率上，产生三个通带，但是三个频率是相互关联的，频率和带宽都难以控制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种整体尺寸小且各通带特性具有独立可控性的微带三通带带通滤波器。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：该微带三通带带通滤波器，包括从上到下依次层叠设置的上金属层、介质基片、下金属层，所述上金属层上印制有电路结构，所述电路结构包括第一谐振器、第二谐振器、短路枝节加载半波长谐振器、第一U型半波长谐振器、第二U型半波长谐振器、第一S型半波长谐振器、第二S型半波长谐振器、第一馈线及第二馈线，所述第一馈线与第一谐振器相连，第二馈线与第二谐振器相连，第一谐振器与第二谐振器之间通过缝隙耦合；

所述第一谐振器、第二谐振器、短路枝节加载半波长谐振器、第一馈线以及第二馈线形成第一滤波器；所述第一谐振器、第二谐振器设置在短路枝节加载半波长谐振器的下方并且第一谐振器、第二谐振器沿短路枝节加载半波长谐振器的中线对称设置，短路枝节加载半波长谐振器分别与第一谐振器、第二谐振器通过缝隙耦合；

所述第一谐振器、第二谐振器、第一U型半波长谐振器、第二U型半波长谐振器、第一馈线以及第二馈线形成第二滤波器，所述第一U型半波长谐振器设置在第一谐振器下方并且第一U型半波长谐振器与第一谐振器之间采用交指线型结构设置，第一U型半波长谐振器与第一谐振器通过缝隙耦合，第二U型半波长谐振器设置在第二谐振器下方并且第二U型半波长谐振器与第一谐振器采用交指线型结构设置，第二U型半波长谐振器与第一谐振器通过缝隙耦合，所述第一U型半波长谐振器、第二U型半波长谐振器沿短路枝节加载半波长谐振器的中线对称设置，所述第一U型半波长谐振器与第二U型半波长谐振器通过缝隙耦合；

所述第一谐振器、第二谐振器、第一S型半波长谐振器、第二S型半波长谐振器、第一馈线及第二馈线形成第三滤波器，所述第一S型半波长谐振器设置在第一U型半波长谐振器内并且第一S型半波长谐振器与第一谐振器之间采用交指线型结构设置，第一S型半波长谐振器与第一谐振器通过缝隙耦合，所述第二S型半波长谐振器设置在第二U型半波长谐振器内并且第二S型半波长谐振器与第二谐振器采用交指线型结构设置，第二S型半波长谐振器与第二谐振器通过缝隙耦合。

进一步的是，所述短路枝节加载半波长谐振器包括微带线和短路枝节，所述短路枝节位于微带线的中间位置并与微带线垂直相连。

进一步的是，所述第一U型半波长谐振器、第二U型半波长谐振器的宽度相同。

进一步的是，所述第一S型半波长谐振器、第二S型半波长谐振器的宽度相同。

本发明的有益效果：本发明所述的微带三通带带通滤波器利用第一谐振器、第二谐振器、短路枝节加载半波长谐振器、第一U型半波长谐振器、第二U型半波长谐振器、第一S型半波长谐振器、第二S型半波长谐振器、第一馈线及第二馈线构成，可形成三个独立的滤波器，每个滤波器的通带频率及通带带宽都可以单独调整，而且频率选择性好、通带间隔离度高、低插损、阻带宽，同时，该微带三通带带通滤波器结构紧凑、整体尺寸较小。

附图说明

图1是本发明所述的微带三通带带通滤波器的横截面示意图；

图2本发明所述微带三通带带通滤波器的电路结构示意图；

图3是本发明的微带三通带带通滤波器的散射参数随频率变化的仿真结果图；

图中标记说明：上金属层1、介质基片2、下金属层3、第一谐振器4、第二谐振器5、短路枝节加载半波长谐振器6、开路线601、短路枝节602、第一U型半波长谐振器7、第二U型半波长谐振器8、第一S型半波长谐振器9、第二S型半波长谐振器10、第一馈线11、第二馈线12。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

如图1、2所示，该微带三通带带通滤波器，包括从上到下依次层叠设置的上金属层1、介质基片2、下金属层3，所述上金属层1上印制有电路结构，所述电路结构包括第一谐振器4、第二谐振器5、短路枝节加载半波长谐振器6、第一U型半波长谐振器7、第二U型半波长谐振器8、第一S型半波长谐振器9、第二S型半波长谐振器10、第一馈线11及第二馈线12，所述第一馈线11与第一谐振器4相连，第二馈线12与第二谐振器5相连，第一谐振器4与第二谐振器5之间通过缝隙耦合；所述介质基片2可以采用多种规格的介质基板实现，作为优选的是，所述介质基片2采用相对介电常数为3.5，厚度为0.508mm，金属厚度为0.035mm的基板制成，下金属层3形成接地面。

所述第一谐振器4、第二谐振器5、短路枝节加载半波长谐振器6、第一馈线11以及第二馈线12形成第一滤波器；所述第一谐振器4、第二谐振器5设置在短路枝节加载半波长谐振器6的下方并且第一谐振器4、第二谐振器5沿短路枝节加载半波长谐振器6的中线对称设置，短路枝节加载半波长谐振器6分别与第一谐振器4、第二谐振器5通过缝隙耦合；第一滤波器产生微带三通带带通滤波器的第一个通带，第一通带的中心频率和通带带宽通过调节短路枝节加载半波长谐振器6的微带线的长度及宽度进行调整。第一谐振器4和第二谐振器5和短路枝节加载半波长谐振器6共同作用时，可以在第一通带的第下边缘和上边缘处各形成一个传输零点；

所述第一谐振器4、第二谐振器5、第一U型半波长谐振器7、第二U型半波长谐振器8、第一馈线11以及第二馈线12形成第二滤波器，所述第一U型半波长谐振器7设置在第一谐振器4下方并且第一U型半波长谐振器7与第一谐振器4之间采用交指线型结构设置，第一U型半波长谐振器7与第一谐振器4通过缝隙耦合，第二U型半波长谐振器8设置在第二谐振器5下方并且第二U型半波长谐振器8与第一谐振器4采用交指线型结构设置，第二U型半波长谐振器8与第一谐振器4通过缝隙耦合，所述第一U型半波长谐振器7、第二U型半波长谐振器8沿短路枝节加载半波长谐振器6的中线对称设置，所述第一U型半波长谐振器7与第二U型半波长谐振器8通过缝隙耦合；第二滤波器产生微带三通带带通滤波器的第二个通带，第二通带的中心频率和通带带宽通过调节第一U型半波长谐振器7与第二U型半波长谐振器8微带线的长度和宽度，以及第一U型半波长谐振器7与第一谐振器4之间的缝隙和第二U型半波长谐振器8与第二谐振器5之间的缝隙宽度来调整。第一谐振器4和第二谐振器5与第一U型半波长谐振器7与第二U型半波长谐振器8共同作用时，可以在第一通带的下边缘产生一个传输零点，在上边缘处远端形成两个传输零点；

所述第一谐振器4、第二谐振器5、第一内嵌的S型半波长谐振器、第二内嵌的S型半波长谐振器、第一馈线11及第二馈线12形成第三滤波器，所述第一S型半波长谐振器9设置在第一U型半波长谐振器7内并且第一S型半波长谐振器9与第一谐振器4之间采用交指线型结构设置，第一S型半波长谐振器9与第一谐振器4通过缝隙耦合，所述第二S型半波长谐振器10设置在第二U型半波长谐振器8内并且第二S型半波长谐振器10与第二谐振器5采用交指线型结构设置，第二S型半波长谐振器10与第二谐振器5通过缝隙耦合；第三滤波器产生微带三通带带通滤波器的第三个通带，第三通带的中心频率和通带带宽通过调节第一S型半波长谐振器9与第二S型半波长谐振器10微带线的长度和宽度，以及第一S型半波长谐振器9与第一谐振器4之间的缝隙宽度和第二S型半波长谐振器10与第二谐振器5之间的缝隙宽度来调整。第一谐振器4和第二谐振器5与第一S型半波长谐振器9与第二S型半波长谐振器10共同作用时，可以在第三通带的第下边缘产生两个传输零点。

本发明所述的微带三通带带通滤波器利用第一谐振器4、第二谐振器5、短路枝节加载半波长谐振器6、第一U型半波长谐振器7、第二U型半波长谐振器8、第一S型半波长谐振器9、第二S型半波长谐振器10、第一馈线11及第二馈线12构成，可形成三个通带位置及通带带宽独立可调的滤波器，图3是本发明的微带三通带带通滤波器的散射参数随频率变化的仿真结果图；由图可知，每个滤波器的通带频率及通带带宽都可以单独调整，而且频率选择性好、通带间隔离度高、低插损、阻带宽，同时，该微带三通带带通滤波器结构紧凑、整体尺寸较小。

为了使微带三通带带通滤波器的性能更加稳定优良以及便于设计、加工，所述短路枝节加载半波长谐振器6包括微带线601和短路枝节602，所述短路枝节602位于微带线601的中间位置并与微带线601垂直相连。进一步的是，所述第一U型半波长谐振器7、第二U型半波长谐振器8的宽度相同。所述第一S型半波长谐振器9、第二S型半波长谐振器10的宽度相同。

Claims (4)

1.微带三通带带通滤波器，包括从上到下依次层叠设置的上金属层(1)、介质基片(2)、下金属层(3)，所述上金属层(1)上印制有电路结构，其特征在于：所述电路结构包括第一谐振器(4)、第二谐振器(5)、短路枝节加载半波长谐振器(6)、第一U型半波长谐振器(7)、第二U型半波长谐振器(8)、第一S型半波长谐振器(9)、第二S型半波长谐振器(10)、第一馈线(11)及第二馈线(12)，所述第一馈线(11)与第一谐振器(4)相连，第二馈线(12)与第二谐振器(5)相连，第一谐振器(4)与第二谐振器(5)之间通过缝隙耦合；

所述第一谐振器(4)、第二谐振器(5)、短路枝节加载半波长谐振器(6)、第一馈线(11)以及第二馈线(12)形成第一滤波器；所述第一谐振器(4)、第二谐振器(5)设置在短路枝节加载半波长谐振器(6)的下方并且第一谐振器(4)、第二谐振器(5)沿短路枝节加载半波长谐振器(6)的中线对称设置，短路枝节加载半波长谐振器(6)分别与第一谐振器(4)、第二谐振器(5)通过缝隙耦合；

所述第一谐振器(4)、第二谐振器(5)、第一U型半波长谐振器(7)、第二U型半波长谐振器(8)、第一馈线(11)以及第二馈线(12)形成第二滤波器，所述第一U型半波长谐振器(7)设置在第一谐振器(4)下方并且第一U型半波长谐振器(7)与第一谐振器(4)之间采用交指线型结构设置，第一U型半波长谐振器(7)与第一谐振器(4)通过缝隙耦合，第二U型半波长谐振器(8)设置在第二谐振器(5)下方并且第二U型半波长谐振器(8)与第一谐振器(4)采用交指线型结构设置，第二U型半波长谐振器(8)与第一谐振器(4)通过缝隙耦合，所述第一U型半波长谐振器(7)、第二U型半波长谐振器(8)沿短路枝节加载半波长谐振器(6)的中线对称设置，所述第一U型半波长谐振器(7)与第二U型半波长谐振器(8)通过缝隙耦合；

所述第一谐振器(4)、第二谐振器(5)、第一S型半波长谐振器(9)、第二S型半波长谐振器(10)、第一馈线(11)及第二馈线(12)形成第三滤波器，所述第一S型半波长谐振器(9)设置在第一U型半波长谐振器(7)内并且第一S型半波长谐振器(9)与第一谐振器(4)之间采用交指线型结构设置，第一S型半波长谐振器(9)与第一谐振器(4)通过缝隙耦合，所述第二S型半波长谐振器(10)设置在第二U型半波长谐振器(8)内并且第二S型半波长谐振器(10)与第二谐振器(5)采用交指线型结构设置，第二S型半波长谐振器(10)与第二谐振器(5)通过缝隙耦合。

2.如权利要求1所述的微带三通带带通滤波器，其特征在于：所述短路枝节加载半波长谐振器(6)包括微带线(601)和短路枝节(602)，所述短路枝节(602)位于微带线(601)的中间位置并与微带线(601)垂直相连。

3.如权利要求2所述的微带三通带带通滤波器，其特征在于：所述第一U型半波长谐振器(7)、第二U型半波长谐振器(8)的宽度相同。

4.如权利要求3所述的微带三通带带通滤波器，其特征在于：所述第一S型半波长谐振器(9)、第二S型半波长谐振器(10)的宽度相同。