CN104466319A - 一种阶梯阻抗发夹式谐振器加载开路线的双模滤波器 - Google Patents

一种阶梯阻抗发夹式谐振器加载开路线的双模滤波器 Download PDF

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杜泽保
杨浩
张海英
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Abstract

本发明公开了一种阶梯阻抗发夹式谐振器加载开路线的双模滤波器，该双模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。所述顶层微带电路部分包括输入抽头、输出抽头、开路线馈线和双模谐振器。所述双模谐振器由阶梯阻抗发夹式谐振器加载开路线组成。开路线馈线采用开路线耦合的方式激励双模谐振器。本发明提供的双模滤波器结构简单、紧凑、便于制作，适用于微波电路。

Description

一种阶梯阻抗发夹式谐振器加载开路线的双模滤波器
技术领域
本发明涉及微带滤波器技术领域，特别涉及一种阶梯阻抗发夹式谐振器加载开路线的双模滤波器。
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。
为了使滤波器有较好的带内损耗，同时具有良好的带外特性，引入传输零点是最为常用的方法之一。双模微带滤波器以选择性高、结构紧凑、设计简单等特点而得到广泛应用，而双模谐振器已成为滤波器小型化研究的最为有效的方法之一。引入源和负载的耦合是双模滤波器引入传输零点提高抑制特性最常用的方式，但这会使得滤波器结构复杂，增大滤波器面积并增加设计难度。
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出一种结构更为紧凑的阶梯阻抗发夹式谐振器加载开路线的双模滤波器，以解决传统双模滤波器引入传输零点不便的问题，利用所提出的双模谐振器的本身特性产生零点提高抑制特性，达到以简单紧凑的结构实现高抑制特性的目的。
(二)技术方案
为达到上述目的，本发明提供了一种阶梯阻抗发夹式谐振器加载开路线的双模滤波器，该双模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。
上述方案中，所述顶层微带电路包括：
双模谐振器5，包括：
将中间为高阻抗部分1两端为低阻抗部分2的阶梯阻抗传输线沿中间进行对折而形成的阶梯阻抗发夹式谐振器；
于阶梯阻抗传输线中间的对折处加载的开路线4；以及
于阶梯阻抗传输线两端的低阻抗部分形成的两个接地通孔3；
第一开路线馈线6和第二开路线馈线7，采用开路线耦合的方式对阶梯阻抗发夹式谐振器进行馈电；以及
输入抽头8和输出抽头9，输入抽头8与第一开路线馈线6之间采用渐变传输线连接，输出抽头9与第二开路线馈线7之间采用渐变传输线连接。
上述方案中，所述第一开路线馈线6和第二开路线馈线7对称分布于阶梯阻抗发夹式谐振器的两侧，均平行于阶梯阻抗发夹式谐振器的高阻抗部分且与该高阻抗部分具有一间隔，第一开路线馈线6和第二开路线馈线7的其中一端均靠近阶梯阻抗传输线中间对折处加载的开路线4。
上述方案中，所述第一开路线馈线6和第二开路线馈线7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8和输出抽头9的特征阻抗均为50欧姆。
上述方案中，所述微带基片的相对介电常数1-100，厚度为0.05mm-5mm。
(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、本发明提供的阶梯阻抗发夹式谐振器加载开路线的双模滤波器，结构更为紧凑简单，具有非常小的横向尺寸，在系统集成时能较大缩减所占面积，便于实现小型化通信系统。
2、本发明提供的阶梯阻抗发夹式谐振器加载开路线的双模滤波器，除在通带产生两个极点，在带外产生了三个传输零点，能够较大程度的提高阻带抑制特性。
3、本发明提供的阶梯阻抗发夹式谐振器加载开路线的双模滤波器，阻带抑制特性的提高在于谐振器本身，不需要引入源和负载的耦合，降低了设计复杂度。
附图说明
图1是本发明提供的阶梯阻抗发夹式谐振器加载开路线的双模滤波器的结构示意图；
图2是图1中双模谐振器的结构示意图；
图3是对图1所示的双模滤波器进行仿真测试结果的示意图。
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。
如图1和图2所示，图1是本发明提供的阶梯阻抗发夹式谐振器加载开路线的双模滤波器的结构示意图，图2是图1中双模谐振器的结构示意图。本发明提供的阶梯阻抗发夹式谐振器加载开路线的双模滤波器包括双模谐振器5、第一开路线馈线6、第二开路线馈线7、输入抽头8和输出抽头9，其中：
双模谐振器5包括：将中间为高阻抗部分1两端为低阻抗部分2的阶梯阻抗传输线沿中间进行对折而形成的阶梯阻抗发夹式谐振器；于阶梯阻抗传输线中间的对折处加载的开路线4；以及于阶梯阻抗传输线两端的低阻抗部分形成的两个接地通孔3。
第一开路线馈线6和第二开路线馈线7对称分布于阶梯阻抗发夹式谐振器的两侧，均平行于阶梯阻抗发夹式谐振器的高阻抗部分且与该高阻抗部分具有一间隔，第一开路线馈线6和第二开路线馈线7的其中一端均靠近阶梯阻抗传输线中间对折处加载的开路线4。
输入抽头8与第一开路线馈线6之间采用较短的渐变传输线连接，输出抽头9与第二开路线馈线7之间采用较短的渐变传输线连接，输入抽头8和输出抽头9的特征阻抗均为50欧姆。
图2所示的双模谐振器5，其谐振频率由高低阻抗特征阻抗比、高低阻抗电长度比值和加载开路线决定。该双模谐振器通过以下方式制作而成：(1)首先制作一阶梯阻抗传输线，中间部分为高阻抗、两边为低阻抗；(2)沿阶梯阻抗传输线中间进行对折，形成阶梯阻抗发夹式谐振器；(3)阶梯阻抗发夹式谐振器的低阻抗部分通过通孔接地；(4)在发夹式谐振器中心对折处加载开路线即构成双模谐振器。
如图3所示，图3是对图1所示的双模滤波器进行仿真测试结果的示意图。该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4.9GHz，在3.17GHz、4.05GHz和7.1GHz处产生传输零点提高阻带印制特性。因此，本发明提供的阶梯阻抗发夹式谐振器加载开路线的双模滤波器，在带外产生了三个传输零点(10，11，12)，能够较大程度的提高阻带抑制特性。
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 (6)

1.一种阶梯阻抗发夹式谐振器加载开路线的双模滤波器，其特征在于，该双模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。
2.根据权利要求1所述的阶梯阻抗发夹式谐振器加载开路线的双模滤波器，其特征在于，所述顶层微带电路包括：
双模谐振器(5)，包括：
将中间为高阻抗部分(1)两端为低阻抗部分(2)的阶梯阻抗传输线沿中间进行对折而形成的阶梯阻抗发夹式谐振器；
于阶梯阻抗传输线中间的对折处加载的开路线(4)；以及
于阶梯阻抗传输线两端的低阻抗部分形成的两个接地通孔(3)；
第一开路线馈线(6)和第二开路线馈线(7)，采用开路线耦合的方式对阶梯阻抗发夹式谐振器进行馈电；以及
输入抽头(8)和输出抽头(9)，输入抽头(8)与第一开路线馈线(6)之间采用渐变传输线连接，输出抽头(9)与第二开路线馈线(7)之间采用渐变传输线连接。
3.根据权利要求2所述的阶梯阻抗发夹式谐振器加载开路线的双模滤波器，其特征在于，所述第一开路线馈线(6)和第二开路线馈线(7)对称分布于阶梯阻抗发夹式谐振器的两侧，均平行于阶梯阻抗发夹式谐振器的高阻抗部分且与该高阻抗部分具有一间隔，第一开路线馈线(6)和第二开路线馈线(7)的其中一端均靠近阶梯阻抗传输线中间对折处加载的开路线(4)。
4.根据权利要求2或3所述的阶梯阻抗发夹式谐振器加载开路线的双模滤波器，其特征在于，所述第一开路线馈线(6)和第二开路线馈线(7)采用均匀传输线或阶梯阻抗传输线。
5.根据权利要求2所述的阶梯阻抗发夹式谐振器加载开路线的双模滤波器，其特征在于，所述输入抽头(8)和输出抽头(9)的特征阻抗均为50欧姆。
6.根据权利要求1所述的阶梯阻抗发夹式谐振器加载开路线的双模滤波器，其特征在于，所述微带基片的相对介电常数1-100，厚度为0.05mm-5mm。
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