CN104241750A - 一种基于缺陷微带线的双频带通滤波器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于缺陷微带线的双频带通滤波器，其介质基片(10)的下表面完全由金属层覆盖，上表面的金属层包括第一输入输出馈线(1)，第二输入输出馈线(2)，第一过渡微带线(3)，第二过渡微带线(4)，第一耦合微带线(5)，第二耦合微带线(6)，第一双频谐振器(7)，第二双频谐振器(8)，金属化通孔(9)；其中，第一双频谐振器(7)，第二双频谐振器(8)由微带线腐蚀出U型槽构成，它们通过垂直于正中的金属通孔(9)进行耦合。本发明的优点是结构紧凑、频率选择性好、两个通带中心频率之比及带宽之比易于调节。本发明能用于无线双频收发系统中，起到频率选择的作用。

Description

一种基于缺陷微带线的双频带通滤波器

技术领域

本发明涉及一种双频带通滤波器，属于微波无源器件技术领域。

背景技术

目前，越来越多的用户开始选择通过手机、笔记本电脑、平板电脑等便携终端进行上网和通信，无线网络已深刻地融入人们日常的工作和生活中，由此带来了移动通信与无线局域网为代表的无线通信技术快速发展。现今的无线系统通常需要工作的多个频段，来满足用户的不用需要。例如，用于移动通信的全球移动通信系统(GSM)和宽带码分多址(WCDMA)通信协议标准工作的频段为900，1800和1900MHz。而使用IEEE 802.11b和802.11g协议标准的无线局域网产品工作在开放2.4GHz的ISM频段，而使用IEEE802.11a和802.11n标准的无线产品工作在5GHz的ISM频段。多频段通信系统的产生是为了满足射频电路低成本，高集成度的需求。而双频带通滤波器作为射频收发系统的关键部件，对其性能的提高一直是近年来各国研究的重点。

为了使滤波器实现双通带的特性，可以分别设计两个相互独立的在不同频率下工作的单通带滤波器，用开关在它们之间进行切换，但是这种电路结构复杂，尺寸比较大。为了减小尺寸同时满足双频特性，本发明提出了一种基于缺陷微带线的双频带通滤波器，该滤波器结构紧凑的优点，同时在通带两侧各有一个零点，滤波器的选择性得到了提高。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于缺陷微带线的双频带通滤波器，克服现有双频带通滤波器尺寸大，选择性不高，以及两个通带的带宽之比不易调节的缺点。

本发明的技术方案是：一种基于缺陷微带线的双频带通滤波器，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输入输出馈线，第二输入输出馈线，第一过渡微带线，第二过渡微带线，第一耦合微带线，第二耦合微带线，第一双频谐振器，第二双频谐振器，金属化通孔；第一、第二过渡微带线的一端分别与第一、第二输入输出馈线相连，另一端分别与第一、第二耦合微带线相连，第一、第二耦合微带线之间通过很小的间隙相互耦合；第一双频谐振器与第一过渡微带线、第一耦合微带线的一边平行，第二双频谐振器与第二过渡微带线、第二耦合微带线的一边平行，第一双频谐振器与第二双频谐振器左右对称，金属化通孔位于它们的垂直正中间。

进一步的，第一、第二输入输出馈线的宽度等于特定基片参数所对应的50欧姆微带线的宽度，第一、第二过渡微带线的宽度由50欧姆微带线的宽度过渡到第一、第二耦合微带线的宽度。

进一步的，第一、第二双频谐振器为微带线上腐蚀出U型槽构成。

本发明的优点和有益效果：

(1)本发明中的双频谐振器采用缺陷微带结构，能同时在双频滤波器的两个通带中心频率处谐振，使得电路结构紧凑。

(2)本发明两个通带的中心频率之比，带宽之比均可通过改变双频谐振器的长度、宽度，U型槽的长度，宽度来控制，使设计更加灵活。

(3)本发明由于采用了源和负载耦合技术，滤波频率器响应中，每个通带两侧均有零点，故其选择性比没有零点的双频滤波器更高。

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，一种基于缺陷微带线的双频带通滤波器，其介质基片10的下表面完全由金属层覆盖，上表面的金属层包括第一输入输出馈线1，第二输入输出馈线2，第一过渡微带线3，第二过渡微带线4，第一耦合微带线5，第二耦合微带线6，第一双频谐振器7，第二双频谐振器8，金属化通孔9；第一、第二过渡微带线3、4的一端分别与第一、第二输入输出馈线1、2相连，另一端分别与第一、第二耦合微带线5、6相连，第一、第二耦合微带线5、6之间通过很小的间隙相互耦合；第一双频谐振器7与第一过渡微带线3、第一耦合微带线5的一边平行，第二双频谐振器8与第二过渡微带线4、第二耦合微带线6的一边平行，第一双频谐振器7与第二双频谐振器8左右对称，金属化通孔9位于它们的垂直正中间。

进一步的，第一、第二输入输出馈线1、2的宽度等于特定基片参数所对应的50欧姆微带线的宽度，第一、第二过渡微带线3、4的宽度由50欧姆微带线的宽度过渡到第一、第二耦合微带线5、6的宽度。

进一步的，第一、第二双频谐振器7、8为微带线上腐蚀出U型槽构成。

本发明的技术方案的原理是：信号通过第一、第二输入输出馈线1、2馈入和馈出，第一、第二过渡微带线的作用是将第一、第二输入输出馈线1、2与第一、第二耦合微带线5、6进行阻抗匹配。第一、第二耦合微带线5、6分别与第一、第二双频谐振器7、8通过缝隙耦合，第一耦合微带线5与第二耦合微带线6之间也通过缝隙产生源和负载之间的耦合。第一双频谐振器7与第二双频谐振器8均能在两个频率处谐振，改变它们的长度和宽度，同时改变上面U型槽的长度、宽度和位置，就可以改变它们的两个谐振频率的比例，同时也可以对滤波器两个通带带宽之比进行调节。第一双频谐振器7与第二双频谐振器8之间的金属通孔9既为两个谐振器提供了地，也使它们之间产生了磁耦合。由于源和负载之间的耦合为电耦合，与谐振器间耦合的极性相反，因此能在两个通带的两侧均产生零点。

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，一种基于电磁混合耦合的双频带通滤波器。介质基片使用厚度为0.8mm，介电常数为2.5的F4B基片，测试结果表明，该双频滤波器两个通带的中心频率分别为2.45GHz和5.64GHz，对应带宽为0.26GHz和0.24GHz，在中心频率处的插入损耗分别为1.15dB和2.15dB，回波损耗均大于20dB，其测试结果如图2所示。整个电路的尺寸为长29.8mm，宽5.46mm，高0.8mm，结构非常紧凑。

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 (3)

1.一种基于缺陷微带线的双频带通滤波器，其特征在于：介质基片(10)的下表面完全由金属层覆盖，上表面的金属层包括第一输入输出馈线(1)，第二输入输出馈线(2)，第一过渡微带线(3)，第二过渡微带线(4)，第一耦合微带线(5)，第二耦合微带线(6)，第一双频谐振器(7)，第二双频谐振器(8)，金属化通孔(9)；第一、第二过渡微带线(3)、(4)的一端分别与第一、第二输入输出馈线(1)、(2)相连，另一端分别与第一、第二耦合微带线(5)、(6)相连，第一、第二耦合微带线(5)、(6)之间通过很小的间隙相互耦合；第一双频谐振器(7)与第一过渡微带线(3)、第一耦合微带线(5)的一边平行，第二双频谐振器(8)与第二过渡微带线(4)、第二耦合微带线(6)的一边平行，第一双频谐振器(7)与第二双频谐振器(8)左右对称，金属化通孔(9)位于它们的垂直正中间。

2.根据权利要求1所述的基于缺陷微带线的双频带通滤波器，其特征在于：第一、第二输入输出馈线(1)、(2)的宽度等于特定基片参数所对应的50欧姆微带线的宽度，第一、第二过渡微带线(3)、(4)的宽度由50欧姆微带线的宽度过渡到第一、第二耦合微带线(5)、(6)的宽度。

3.根据权利要求1所述的基于缺陷微带线的双频带通滤波器，其特征在于：第一、第二双频谐振器(7)、(8)为微带线上腐蚀出U型槽构成。