CN106450604A - 一种传输零点可调的平面双模巴伦带通滤波器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种传输零点可调的平面双模巴伦带通滤波器，包括金属介质板，其中金属介质板的一面设有馈电结构，且金属介质板的另一面作为金属地；所述金属地所在面上设置T形槽线双模谐振器，所述T形槽线双模谐振器包括槽线半波长均匀阻抗谐振器和一个槽线枝节线；所述槽线枝节线的一端与槽线半波长均匀阻抗谐振器相连，且末端短路；调节所述槽线枝节线的长度使其末端与槽线半波长均匀阻抗谐振器之间的间距发生改变，实现传输零点频率调节。本发明通过改变槽线枝节线的长度，可以改变传输零点的位置，在保持了巴伦带通滤波器通带性能不变的前提下，实现了传输零点的可调。

Description

一种传输零点可调的平面双模巴伦带通滤波器
技术领域
本发明涉及一种传输零点可调的平面双模巴伦带通滤波器，属于微波设备的技术领域。
背景技术
巴伦带通滤波器是一种在微波与射频差分电路中被大量使用的无源器件，其指标的好坏直接影响了整个系统的性能。
常见的微波巴伦滤波器多采用金属波导/介质波导、同轴线或平面微带线/带状线制作。
近年来，由于通信系统对干扰抑制的需求越发强烈，作为系统内的关键无源器件之一，对滤波器的带外抑制设计需求也越来越高。采用平面工艺的微波滤波器相对波导或同轴线等立体结构实现而言，具有结构简单，加工方便，造价低廉以及易于与其它有源/无源电路集成的优势,近年来受到极大的关注。其中，基于槽线谐振器的具有平衡-不平衡转换功能的巴伦滤波器更是研究的重点对象。
但现有的巴伦滤波器大多将谐振器和巴伦级联起来实现巴伦和滤波功能，但这样的设计一方面增加了电路面积，另一方面，增加了电路的损耗。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种传输零点可调的平面双模巴伦带通滤波器，解决现有的巴伦带通滤波器因为将谐振器和巴伦级联起来，造成电路面积和损耗增加，无法实现调节传输零点的问题。
本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题：
一种传输零点可调的平面双模巴伦带通滤波器，包括金属介质板，其中金属介质板的一面设有馈电结构，且金属介质板的另一面作为金属地；所述金属地所在面上设置T形槽线双模谐振器，所述T形槽线双模谐振器包括槽线半波长均匀阻抗谐振器和一个槽线枝节线；所述槽线枝节线的一端与槽线半波长均匀阻抗谐振器相连，且槽线枝节线的末端短路；调节所述槽线枝节线的长度使其末端与槽线半波长均匀阻抗谐振器之间的间距发生改变，实现传输零点频率调节。
进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述槽线枝节线的末端与槽线半波长均匀阻抗谐振器的间距为四分之一传输零点频率对应波长的奇数倍。
进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述线枝节线的一端连接于槽线半波长均匀阻抗谐振器的对称位置。
进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述馈电结构采用微带线。
进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述微带线包括输入微带线和输出微带线。
进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述金属介质板的两面均覆铜。
本发明采用上述技术方案，能产生如下技术效果：
本发明提供的传输零点可调的平面双模巴伦带通滤波器，通过改变槽线枝节线的长度，可以改变传输零点的位置，从而达到了调节传输零点的目的。在保持了巴伦带通滤波器通带性能不变的前提下，实现了传输零点的可调。以及，传输零点可调的双模巴伦带通滤波器的核心是槽线枝节线的短路端距离半波长槽线谐振器为四分之一传输零点频率对应的波长的奇数倍，使其效果最佳。
因此，本发明结构简单，具备宽带平衡-不平衡转换功能；易于制作、损耗小；可以灵活地实现传输零点可调。有效解决现有的巴伦带通滤波器因为将谐振器和巴伦级联起来，造成电路面积和损耗增加，无法实现调节传输零点的问题。
附图说明
图1为本发明传输零点可调的平面双模巴伦带通滤波器的结构示意图。
图2是本发明传输零点可调的平面双模巴伦带通滤波器的传输与反射特性的示意图。
图3是本发明传输零点可调的平面双模巴伦带通滤波器输出端口间的幅度差与相位差的示意图。
其中附图标记解释：1-输入微带线，2-槽线枝节线，3-槽线半波长均匀阻抗谐振器，4-输出微带线，5-金属介质板。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的实施方式进行描述。
如图1所示，本发明提供一种传输零点可调的平面双模巴伦带通滤波器，包括一块金属介质板5，其中金属介质板的一面设有馈电结构，且金属介质板5的另一面作为金属地；所述金属地所在面上设置T形槽线双模谐振器。
所述T形槽线双模谐振器包括槽线半波长均匀阻抗谐振器3和一个末端短路的槽线枝节线2；其中，槽线半波长均匀阻抗谐振器3的两端短路，以及槽线枝节线2的末端短路且槽线枝节线2的长度可调节。所述槽线枝节线2的一端与槽线半波长均匀阻抗谐振器3相连，槽线枝节线的末端短路；调节所述槽线枝节线2的长度调节使其末端与槽线半波长均匀阻抗谐振器3之间的间距发生改变，实现传输零点频率调节。
该带通滤波器的原理是：通过采用不同的槽线枝节线2的短路末端与槽线半波长均匀阻抗谐振器3之间的间距，可以实现传输零点的调节。通过改变槽线枝节线的长度，可以改变传输零点的位置，从而达到了调节传输零点的目的。在保持了巴伦带通滤波器通带性能不变的前提下，实现了传输零点的可调。
优选地，所述槽线枝节线2的短路末端与槽线半波长均匀阻抗谐振器3的间距为四分之一传输零点频率对应波长的奇数倍，从而产生一个传输零点。所述金属介质板5的两面均覆铜。
以及，所述槽线枝节线2的一端连接于槽线半波长均匀阻抗谐振器3的对称位置，使其T形槽线双模谐振器形成对称结构，简化了谐振器结构。
所述带通滤波器中，所述馈电结构采用微带线。进一步地，所述微带线包括输入微带线1和输出微带线4。如图1所示，输入微带线1和输出微带线4均位于金属介质板5的一面，且分开设置，实现信号的不平衡到平衡的转换。
为了验证本发明能够通过改变槽线枝节线的长度，可以改变传输零点的位置，达到调节传输零点的目的，特列举两个实施例进行说明。
实施例1：如图1所示, 输入微带线1和输出微带线4取特征阻抗50欧姆，槽线半波长均匀阻抗谐振器3取长度为34毫米、槽宽0.2毫米，槽线枝节线2的长度为8.3mm，宽度0.2mm；金属介质板5选择介电常数10.8厚度0.635毫米，输入微带线1开路端距离槽线半波长均匀阻抗谐振器为5.8mm，槽线半波长均匀阻抗谐振器3的短路端距离输入微带线为1.5mm，输出微带线4距离谐振器短路端为2.5mm。
实施例2：如图1所示，输入微带线1和输出微带线4取特征阻抗50欧姆，半槽线半波长均匀阻抗谐振器3取长度为34毫米、槽宽0.2毫米，槽线枝节线2的长度为11.7mm，宽度0.2mm；金属介质板5选择介电常数10.8厚度0.635毫米，输入微带线1开路端距离槽线半波长均匀阻抗谐振器3为5.8mm，槽线半波长均匀阻抗谐振器3短路端距离输入微带线1为1.5mm，输出微带线4距离谐振器短路端为2.5mm。
图2给出了上述两个实施例的巴伦带通滤波器散射参量曲线，由图可见该采用本发明的新型传输零点调节的滤波器，可以显著的改善带外抑制性能。由图可见，通过采用不同的槽线枝节线短路末端与槽线半波长均匀阻抗谐振器之间的间距，可以实现传输零点的调节；同时通带内的匹配良好，带内插入损耗最小仅为1.2dB。
图3给出了上述两个实施例的巴伦带通滤波器由输出微带线4延伸出的两个输出端口间的幅度差和相位差曲线，由图可见，通过采用槽线结构，可以实现宽带的巴伦性能，输出端口间的相位差稳定在178°至182°之间，同时输出端口间的幅度差在0.5dB以内。
实验表明，这种巴伦滤波器设计可以显著提高巴伦滤波器的实际应用价值，同时结构精简、方便加工。
综上，本发明可通过改变槽线枝节线的长度，可以改变传输零点的位置，从而达到了调节传输零点的目的。在保持了巴伦带通滤波器通带性能不变的前提下，实现了传输零点的可调。结构简单，具备宽带平衡-不平衡转换功能；易于制作、损耗小；可以灵活地实现传输零点可调。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (6)

1.一种传输零点可调的平面双模巴伦带通滤波器，其特征在于：包括金属介质板，其中金属介质板的一面设有馈电结构，且金属介质板的另一面作为金属地；所述金属地所在面上设置T形槽线双模谐振器，所述T形槽线双模谐振器包括槽线半波长均匀阻抗谐振器和一个槽线枝节线；所述槽线枝节线的一端与槽线半波长均匀阻抗谐振器相连，且槽线枝节线的末端短路；调节所述槽线枝节线的长度使其末端与槽线半波长均匀阻抗谐振器之间的间距发生改变，实现传输零点频率调节。
2.根据权利要求1所述传输零点可调的平面双模巴伦带通滤波器，其特征在于：所述槽线枝节线的末端与槽线半波长均匀阻抗谐振器的间距为四分之一传输零点频率对应波长的奇数倍。
3.根据权利要求1所述传输零点可调的平面双模巴伦带通滤波器，其特征在于：所述槽线枝节线的一端连接于槽线半波长均匀阻抗谐振器的对称位置。
4.根据权利要求1所述传输零点可调的平面双模巴伦带通滤波器，其特征在于：所述馈电结构采用微带线。
5.根据权利要求4所述传输零点可调的平面双模巴伦带通滤波器，其特征在于：所述微带线包括输入微带线和输出微带线。
6.根据权利要求1所述传输零点可调的平面双模巴伦带通滤波器，其特征在于：所述金属介质板的两面均覆铜。
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Assignee: NANJING UNIVERSITY OF POSTS AND TELECOMMUNICATIONS INSTITUTE AT NANTONG Co.,Ltd.

Assignor: NANJING University OF POSTS AND TELECOMMUNICATIONS

Contract record no.: X2020980006914

Denomination of invention: A planar dual mode balun bandpass filter with adjustable transmission zeros

Granted publication date: 20190409

License type: Common License

Record date: 20201021

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