CN108493543A - 基于加载开路枝节线的源负载耦合差分滤波器 - Google Patents

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黄涛
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Abstract

本发明公开了一种基于加载开路枝节线的源负载耦合差分滤波器，其包括底层镀铜层、中间层印制板基板以及顶层镀铜层；底层镀铜层与顶层镀铜层分别覆盖于中间层印制板基板的两面；底层镀铜层为接地的全镀铜层；顶层镀铜层包括：四个开路枝节线，即第一开路枝节线、第二开路枝节线、第三开路枝节线和第四开路枝节线；两个U型线谐振器，即第一U型线谐振器和第二U型线谐振器。本差分滤波器通带两侧各有一个传输零点，保证了滤波器的高边带选择性；阻带远端与一个传输零点，使滤波器有一个宽的阻带，可以抑制到4次谐波；共模抑制达到15dB。

Description

基于加载开路枝节线的源负载耦合差分滤波器
技术领域
本发明涉及微波毫米波滤波器技术领域，具体涉及一种基于加载开路枝节线的源负载耦合差分滤波器。
背景技术
微波毫米波带通滤波器是通信系统以及雷达系统的重要组件，其功能在无线接收机中显得尤为重要，此外，微波带通滤波器还是微波毫米波系统中许多设计问题的关键与核心，如变频器、倍频器、频率源和多路通信等。电磁波频谱是有限的，必须按不同应用加以分配；而滤波器既可以用来限定大功率发射机在规定频段内的辐射，又可以用来防止接收机受到工作频带以外的干扰。为了滤除上述电路中的干扰信号，需要使用高选择性的带通滤波器，而现有的单端口滤波器的噪声抑制效果比较差，难以满足更高的要求。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明提供的基于加载开路枝节线的源负载差分滤波器提供了一种对电路与系统具有更好噪声抑制效果的差分滤波器。
为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
提供一种基于加载开路枝节线的源负载耦合差分滤波器，其包括底层镀铜层、中间层印制板基板以及顶层镀铜层；底层镀铜层与顶层镀铜层分别覆盖于中间层印制板基板的两面；底层镀铜层为接地的全镀铜层；顶层镀铜层包括：
四个开路枝节线，即第一开路枝节线、第二开路枝节线、第三开路枝节线和第四开路枝节线；
两个U型线谐振器，即第一U型线谐振器和第二U型线谐振器；
第一U型线谐振器和第二U型线谐振器相耦合，且第一U型线谐振器和第二U型线谐振器的开口背向设置；
第一开路枝节线和第二开路枝节线分别设置在第一U型线谐振器的两侧，且第一开路枝节线和第二开路枝节线的开口均向外设置，第一开路枝节线和第二开路枝节线绕第一U型线谐振器的中心线上下对称；
第三开路枝节线和第四开路枝节线分别设置在第二U型线谐振器的两侧，且第三开路枝节线和第四开路枝节线的开口均向外设置，第三开路枝节线和第四开路枝节线绕第二U型线谐振器的中心线上下对称。
进一步地，底层镀铜层和顶层镀铜层的厚度均为0.1mm。
进一步地，中间层印制板基板采用厚度为0.508mm的罗杰斯5880介质材料制成。
本发明的有益效果为：本滤波器在具有高性能优势的情况下，结构也很简单，可以采用简易印制电路板工艺批量制造，并且加工精度可以很好的控制，成品率很高，保证了低成本的优势。本滤波器可以极大地减小滤波器的尺寸，滤波器的实际物理尺寸约为9.05mm×7.04mm，本差分滤波器通带两侧各有一个传输零点，保证了滤波器的高边带选择性；阻带远端与一个传输零点，使滤波器有一个宽的阻带，可以抑制到4次谐波；共模抑制达到15dB。
附图说明
图1为本差分滤波器的结构示意图；
图2为本差分滤波器的部分尺寸标示图；
图3(a)为开路枝节线结构尺寸对差分本滤波器传输零点位置L1的影响；
图3(b)为开路枝节线结构尺寸对差分本滤波器传输零点位置Lv 1的影响；
图3(c)为开路枝节线结构尺寸对差分本滤波器传输零点位置v 1的影响；
图4(a)为本差分滤波器差模Sdd的仿真和测试结果示意图；
图4(b)为本差分滤波器共模Scc的仿真和测试结果示意图；
图5为本差分滤波器耦合拓扑结构示意图。
其中：1、第一开路枝节线；2、第二开路枝节线；3、第一U型线谐振器；4、第二U型线谐振器；5、第三开路枝节线；6、第四开路枝节线。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
如图1所示，该基于加载开路枝节线的源负载耦合差分滤波器包括底层镀铜层、中间层印制板基板以及顶层镀铜层；底层镀铜层与顶层镀铜层分别覆盖于中间层印制板基板的两面；底层镀铜层为接地的全镀铜层；顶层镀铜层包括：
四个开路枝节线，即第一开路枝节线1、第二开路枝节线2、第三开路枝节线5和第四开路枝节线6；
两个U型线谐振器，即第一U型线谐振器3和第二U型线谐振器4；
第一U型线谐振器3和第二U型线谐振器4相耦合，且第一U型线谐振器3和第二U型线谐振器4的开口背向设置；
第一开路枝节线1和第二开路枝节线2分别设置在第一U型线谐振器3的两侧，且第一开路枝节线1和第二开路枝节线2的开口均向外设置，第一开路枝节线1和第二开路枝节线2绕第一U型线谐振器3的中心线上下对称；
第三开路枝节线5和第四开路枝节线6分别设置在第二U型线谐振器4的两侧，且第三开路枝节线5和第四开路枝节线6的开口均向外设置，第三开路枝节线5和第四开路枝节线6绕第二U型线谐振器4的中心线上下对称。
底层镀铜层和顶层镀铜层的厚度均为0.1mm。
中间层印制板基板采用厚度为0.508mm的罗杰斯5880介质材料制成。
在本发明的具体实施过程中，差分滤波器上下沿水平中心线对称，左右沿竖直中心线对称。
在本实施例中，差分滤波器的重型频率设定为10GHz，滤波器的物理尺寸为9.05mm×7.04mm，对应导波波长尺寸为0.45λg×0.35λg，尺寸减小约84.3％，如图2和表1所示，差分滤波器的部分尺寸可以设置成表1中的数值。
表1：差分滤波器的电路尺寸参数
参数 值 参数 值
S1 0.2 Ls1 2.2
S2 0.4 Ls2 4.4
e1 0.65 e2 0.5
e3 0.6 t1 0.4
L1 3.8 v1 0.3
Lv1 1.35
如图3(a)、图3(b)和图3(c)所示，本发明完全继承了加载开路枝节线源负载耦合拓扑结构的特性。
如图4(a)和图4(b)所示，本差分滤波器的仿真和测试曲线两者吻合度很高；可以看出滤波器在差模情况下，通带两侧各有一个传输零点，保证了滤波器的高边带选择性；阻带远端与一个传输零点，使滤波器有一个宽的阻带，可以抑制到4次谐波；共模抑制达到15dB。
如图5所示，本差分滤波器的耦合拓扑结构可以在滤波器通带两边各产生一个传输零点。
综上所述，本发明在具有高性能优势的情况下，结构也很简单，可以采用简易印制电路板工艺批量制造，并且加工精度可以很好的控制，成品率很高，保证了低成本的优势。本滤波器可以极大地减小滤波器的尺寸，滤波器的实际物理尺寸约为9.05mm×7.04mm，本差分滤波器通带两侧各有一个传输零点，保证了滤波器的高边带选择性；阻带远端与一个传输零点，使滤波器有一个宽的阻带，可以抑制到4次谐波；共模抑制达到15dB。

Claims (3)

1.一种基于加载开路枝节线的源负载耦合差分滤波器，其特征在于：包括底层镀铜层、中间层印制板基板以及顶层镀铜层；所述底层镀铜层与顶层镀铜层分别覆盖于中间层印制板基板的两面；所述底层镀铜层为接地的全镀铜层；所述顶层镀铜层包括：
四个开路枝节线，即第一开路枝节线、第二开路枝节线、第三开路枝节线和第四开路枝节线；
两个U型线谐振器，即第一U型线谐振器和第二U型线谐振器；
所述第一U型线谐振器和第二U型线谐振器相耦合，且第一U型线谐振器和第二U型线谐振器的开口背向设置；
所述第一开路枝节线和第二开路枝节线分别设置在所述第一U型线谐振器的两侧，且第一开路枝节线和第二开路枝节线的开口均向外设置，所述第一开路枝节线和第二开路枝节线绕第一U型线谐振器的中心线上下对称；
所述第三开路枝节线和第四开路枝节线分别设置在所述第二U型线谐振器的两侧，且第三开路枝节线和第四开路枝节线的开口均向外设置，所述第三开路枝节线和第四开路枝节线绕第二U型线谐振器的中心线上下对称。
2.根据权利要求1所述的基于加载开路枝节线的源负载耦合差分滤波器，其特征在于：所述底层镀铜层和顶层镀铜层的厚度均为0.1mm。
3.根据权利要求1所述的基于加载开路枝节线的源负载耦合差分滤波器，其特征在于：所述中间层印制板基板采用厚度为0.508mm的罗杰斯5880介质材料制成。
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