CN104241749B

CN104241749B - 一种传输零点可控的微带滤波器

Info

Publication number: CN104241749B
Application number: CN201410473167.XA
Authority: CN
Inventors: 林先其; 程飞; 江源; 聂丽英; 张瑾; 于家伟; 宋开军; 樊勇
Original assignee: University of Electronic Science and Technology of China
Current assignee: University of Electronic Science and Technology of China
Priority date: 2014-09-16
Filing date: 2014-09-16
Publication date: 2017-11-07
Anticipated expiration: 2034-09-16
Also published as: CN104241749A

Abstract

本发明公开了一种传输零点可控的微带滤波器，其介质基片(1)的下表面完全由金属层覆盖，上表面的金属层第一输入输出馈线(21)、第一短路枝节(31)、第一谐振器(41)、第二短路枝节(32)、第二谐振器(42)、第三短路枝节(33)、第三谐振器(43)、第四短路枝节(34)、第二输入输出馈线(22)依次相连。第一、第二、第三谐振器(41)、(42)、(43)是由三段微带线呈倒丁字形连接而成，每个谐振器均能产生一个传输零点，传输零点位置可以由谐振器上开路枝节的长度来控制。本发明具有加工方便，成本低，重量轻的特点，同时，其传输零点数目多，提升了其带外抑制性能及频率选择性，可广泛应用于无线通信系统中。

Description

一种传输零点可控的微带滤波器

技术领域

本发明涉及一种传输零点可控的微带滤波器，属于微波无源器件技术领域。

背景技术

滤波器是无线电技术中的关键器件，其作用是将不需要的频率分量滤除，并且在各种商业和军事领域广泛应用，如雷达系统、无线通信系统、医疗成像系统中。近年来，各式各样的无线通信系统迅猛发展，如无线局域网、移动通信、全球定位系统，各系统之间的频谱存在一定的干扰。因此，对微波滤波器提出越来越严格的指标要求。比如，微波集成电路中的滤波器需要小型化设计，这样可以减小系统的尺寸，同时也可以节约成本；移动通信基站要求滤波器具有体积小、损耗低、功率容量大以及抑制水平高的特性；而卫星通信系统则需要信道滤波器之间的通带靠得很近，但是不同的信道之间又要满足很高的隔离度。

尽管增加滤波器的阶数，可以提高滤波器的带外抑制，以及选择性，但是，这样会增大滤波器的插入损耗。而在滤波器的阻带引入传输零点，可以在谐振器阶数的前提下，实现同样的带外抑制水平和选择性。引入传输零点主要有以下几种方法，交叉耦合技术，源和负载耦合技术，非谐振节点技术，混合电磁耦合技术。以上几种技术的特点是传输零点的位置受谐振器之间的耦合控制，不易调节，耦合度的变化极易影响零点的位置。本发明中的微带滤波器克服了上述缺点，其传输零点的位置易于控制，并且零点位置与谐振器间的耦合无关，不会随耦合强度的变化而改变，并且零点的个数较多，等于谐振器的个数。

发明内容

本发明的目的是提出一种传输零点可控的微带滤波器，克服现有滤波器传输零点个数少，位置不易控制，对谐振器之间的耦合较敏感的缺点。

本发明的技术方案是：一种传输零点可控的微带滤波器，其介质基片的下表面完全由金属层覆盖，上表面的金属层包括第一、第二输入输出馈线，第一、第二、第三、第四短路枝节，第一、第二、第三谐振器；第一输入输出馈线、第一短路枝节、第一谐振器、第二短路枝节、第二谐振器、第三短路枝节、第三谐振器、第四短路枝节、第二输入输出馈线依次相连，并且第一、第四短路枝节分别与第一、第二输入输出馈线相垂直，第一、第二、第三谐振器的两臂与相邻的短路枝节相垂直。

进一步的，第一、第二输入输出馈线是特定基片参数所对应的50欧姆微带线，第一、第二、第三、第四短路枝节由高阻抗微带线一端接金属化通孔构成，第一、第二、第三谐振器是由呈倒丁字形的微带线构成。

本发明的优点和有益效果：

本发明采用印刷电路技术，加工方便，成本低，重量轻，由于采用了倒丁字形谐振器，一个3阶滤波器能产生3个零点，因此，本发明具有较好的带外抑制水平，同时其频率选择性也得到了提升。

附图说明

图1是本发明的结构示意图

图2是本发明的测试结果

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明：如图1所示，一种传输零点可控的微带滤波器，其介质基片1的下表面完全由金属层覆盖，上表面的金属层包括第一、第二输入输出馈线21、22，第一、第二、第三、第四短路枝节31、32、33、34，第一、第二、第三谐振器41、42、43；第一输入输出馈线21、第一短路枝节31、第一谐振器41、第二短路枝节32、第二谐振器42、第三短路枝节33、第三谐振器43、第四短路枝节34、第二输入输出馈线22依次相连，并且第一、第四短路枝节31、34分别与第一、第二输入输出馈线21、22相垂直，第一、第二、第三谐振器41、42、43的两臂与相邻的短路枝节相垂直。

进一步的，第一、第二输入输出馈线21、22是特定基片参数所对应的50欧姆微带线，第一、第二、第三、第四短路枝节31、32、33、34由高阻抗微带线一端接金属化通孔构成，第一、第二、第三谐振器41、42、43是由三段微带线呈倒丁字形连接而成。

本发明的技术方案的原理是：短路枝节31、32、33、34提供感性耦合，耦合强度与其长度成正比，与其宽度成反比，因此可以通过改变短路枝节的长度和宽度来控制耦合强度。谐振器41，42，43的两臂分别与相邻的短路枝节垂直相连，谐振器的开路枝节在零点频率的电长度为四分之一个波长，因此，控制开路枝节的长度就能实现传输零点位置的控制，并且传输零点的位置与谐振器间的耦合不相关，具有三个谐振器的滤波器能产生三个零点。

为进一步说明上述技术方案的可实施性，下面给出一个具体设计实例，一种传输零点可控的微带滤波器。介质基片使用厚度为0.8mm，介电常数为2.5的F4B基片，测试结果如图2所示，该滤波器通带的中心频率为2.44GHz，相对带宽为0.073，中心频率处的插入损耗为1.21dB，三个传输零点分别位于3GHz，4GHz和5GHz左右。整个电路的尺寸为长61.57mm，宽19.1mm，高0.8mm。

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

1.一种传输零点可控的微带滤波器，其特征在于：介质基片(1)上表面的金属层包括第一、第二输入输出馈线(21)、(22)，第一、第二、第三、第四短路枝节(31)、(32)、(33)、(34)，第一、第二、第三谐振器(41)、(42)、(43)；第一输入输出馈线(21)、第一短路枝节(31)、第一谐振器(41)、第二短路枝节(32)、第二谐振器(42)、第三短路枝节(33)、第三谐振器(43)、第四短路枝节(34)、第二输入输出馈线(22)依次相连，并且第一、第四短路枝节(31)、(34)分别与第一、第二输入输出馈线(21)、(22)相垂直，第一、第二、第三谐振器(41)、(42)、(43)的两臂与相邻的短路枝节相垂直；第一、第二、第三、第四短路枝节(31)、(32)、(33)、(34)由高阻抗微带线一端接金属化通孔构成，其长度远小于滤波器中心频率对应的四分之一波长，第一、第四短路枝节(31)、(34)的长度大于第二、第三短路枝节(32)、(33)的长度，第一、第二、第三、第四短路枝节(31)、(32)、(33)、(34)的宽度相等，通过改变短路枝节的长度可以控制耦合强度，从而控制滤波器的带宽；第一、第二、第三谐振器(41)、(42)、(43)是由三段微带线呈倒丁字形连接而成，并且第一、第二、第三谐振器(41)、(42)、(43)中开路枝节的长度为滤波器零点频率对应的四分之一波长，滤波器三个零点的频率可以相同或不同，对应开路枝节的长度可以相同也可以不同滤波器的零点频率越高，则这些谐振器的开路枝节越长，两臂越短。