CN109004912A - 对称双端口低反射吸收式滤波器 - Google Patents

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任强
黄晓东
金秀华
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    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/01—Frequency selective two-port networks
    • H03H7/0138—Electrical filters or coupling circuits

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Abstract

本发明公开了一种对称双端口低反射吸收式滤波器，第一吸收电阻、第二吸收电阻的独立端点分别与第一电容、第二电容的一个端点相连，第一电容、第二电容另一个独立端点接地；所述输入端口、输出端口分别连接于第一吸收电阻与第一电感，第二吸收电阻与第一电感连接形成的两个公共点上。本发明通过在此低通滤波功能电路结构的基础上，进行结构变换从而实现带通、带阻滤波功能，本滤波器结构对称、易于加工制作。能够有效的减小阻带内反射信号对输入端造成的影响。

Description

对称双端口低反射吸收式滤波器
技术领域
本发明涉及一种对称双端口低反射吸收式滤波器，属于滤波器电子元器技术领域。
背景技术
滤波器是一种电子器件，广泛应用于各种电子系统中。该器件一般有两个端口，允许位于通频带内的电信号无损或低损通过，而禁止阻频带内的电信号在两个端口之间进行传输。
目前，现有的滤波器一般为反射式的。如果反射信号功率较大，反射至输入端之后，会对之后的电路造成不确定的影响。为减小或消除反射信号造成的影响，国内外开展了一系列关于无反射滤波电路的研究。但是目前提出的无反射滤波结构，大多结构复杂，或是只能进行单方向的滤波。
发明内容
目的：为了克服现有技术中存在的结构简单和双向滤波无法兼得的问题，本发明提供一种对称双端口低反射吸收式滤波器，结构简单、易于制作，在保证滤波器特性的同时，减小阻带内反射信号对输入端造成的影响。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种对称双端口低反射吸收式滤波器，包括：输入端口、输出端口、第一电感、第一吸收电阻、第二吸收电阻、第一电容、第二电容；所述第一吸收电阻、第一电感、第二吸收电阻依次串联；所述第一吸收电阻、第二吸收电阻的独立端点分别与第一电容、第二电容的一个端点相连，第一电容、第二电容另一个独立端点接地；所述输入端口、输出端口分别连接于第一吸收电阻与第一电感，第二吸收电阻与第一电感连接形成的两个公共点上。
作为优选方案，还包括：第三电容、第二电感、第三电感；所述第一吸收电阻、第三电容、第一电感、第二吸收电阻依次串联；所述第一吸收电阻、第二吸收电阻的独立端点分别与第一电容、第二电容的一个端点相连，第一电容、第二电容另一个独立端点接地，第一电容、第二电容分别与第二电感、第三电感相并联；所述输入端口、输出端口分别连接于第一吸收电阻与第三电容，第二吸收电阻与第一电感连接形成的两个公共点上。
作为优选方案，还包括：第四电容、第四电感、第五电感，所述第一吸收电阻、第一电感、第二吸收电阻依次串联；所述第一吸收电阻、第二吸收电阻的独立端点分别与第四电感、第五电感一个端点相连，第四电感、第五电感的独立端点分别与第一电容、第二电容的一个端点相连，第一电容、第二电容另一个独立端点接地；所述输入端口、输出端口分别连接于第一吸收电阻与第一电感，第二吸收电阻与第一电感连接形成的两个公共点上；所述第一电感3与第四电容11相并联。
作为优选方案，所述输入端口、输出端口的特性阻抗与第一吸收电阻、第二吸收电阻的阻值均相同。
作为优选方案，所述第一吸收电阻、第二吸收电阻设置为独立的电阻元件。
作为优选方案，所述第一吸收电阻、第二吸收电阻设置为输入阻抗为纯阻特性的单端口网络。
作为优选方案，所述第一电容、第二电容的容值相同。
有益效果：本发明提供的对称双端口低反射吸收式滤波器，具有以下技术效果：
1、本发明所提供的对称双端口低反射吸收式滤波器，结构对称、易于加工制作。
2、本发明所提供的对称双端口低反射吸收式滤波器在保证滤波特性的同时，能够有效的减小阻带内反射信号对输入端造成的影响。
附图说明
图1为本发明实施例1滤波器的电路结构图；
图2为本发明利用ADS软件计算的实施例1滤波器的传输系数和反射系数的特性曲线图；
图3为本发明实施例2滤波器的电路结构图；
图4为本发明利用ADS软件计算的实施例2滤波器的传输系数和反射系数的特性曲线图。
图5为本发明实施例3滤波器的电路结构图。
图6为本发明利用ADS软件计算的实施例3滤波器的传输系数和反射系数的特性曲线图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
本实施例以滤波器的功率衰减3dB截止频率为1Hz，采用全集总参数元件构成的对称双端口低反射吸收式滤波器，具体结构如下：
实施例1：
如图1 所示，对称双端口低反射吸收式滤波器具有低通滤波功能，滤波器包括：输入端口1、输出端口2、第一电感3、第一吸收电阻4、第二吸收电阻5、第一电容6、第二电容7。
所述第一吸收电阻4、第一电感3、第二吸收电阻5依次串联，分别形成两个有耗RC支路；所述第一吸收电阻4、第二吸收电阻5的独立端点分别与第一电容6、第二电容7的一个端点相连，第一电容6、第二电容7另一个独立端点接地；所述输入端口1、输出端口2分别连接于第一吸收电阻4与第一电感3，第二吸收电阻5与第一电感3连接形成的两个公共点上。
所述输入端口1、输出端口2的特性阻抗与第一吸收电阻4、第二吸收电阻5的阻值均相同。
所述第一吸收电阻4、第二吸收电阻5设置为独立的电阻元件，或者设置为输入阻抗为纯阻特性的单端口网络。
所述第一电容6、第二电容7的容值相同。
实施例1的输入端口1和输出端口2的阻抗采用了1Ohm，本发明不对其进行限定。
当上述输入端口1、输出端口2的阻抗为1Ohm时，则第一吸收电阻4、第二吸收电阻5的取值也为1Ohm。
本实施例1中第一电感3取值为0.1518H，第一电容6、第二电容7取值为0.1110F。
利用ADS仿真软件，对实施例1的滤波器进行模拟仿真，得到的S参数曲线如图2所示，图中S11和S22为信号反射系数，S12为信号传输系数。从图2中可以看出，在保证滤波器的低通特性不变的前提下，将反射系数下降到了-17.332dB以下，有效的减小了阻带内反射信号对输入端造成的影响，而且输入端口的反射曲线与输出端口的反射曲线完全一致，可以实现双向滤波。
实施例2：
如图3所示，对称双端口低反射吸收式滤波器具有带通滤波功能，滤波器包括：输入端口1、输出端口2、第一电感3、第一吸收电阻4、第二吸收电阻5、第一电容6、第二电容7，还包括：第三电容8、第二电感9、第三电感10。
所述第一吸收电阻4、第三电容8、第一电感3、第二吸收电阻5依次串联；所述第一吸收电阻4、第二吸收电阻5的独立端点分别与第一电容6、第二电容7的一个端点相连，第一电容6、第二电容7另一个独立端点接地，第一电容6、第二电容7分别与第二电感9、第三电感10相并联；所述输入端口1、输出端口2分别连接于第一吸收电阻4与第三电容8，第二吸收电阻5与第一电感3连接形成的两个公共点上。
实施例2输入端口1和输出端口2的阻抗采用了1Ohm，本发明不对其进行限定。
当上述输入端口1、输出端口2的阻抗为1Ohm时，则所述第一吸收电阻4、第二吸收电阻5的取值也为1Ohm。
实施例2中第一电感3取值为0.1518H，第三电容8取值为0.0834F,
第一电容6、第二电容7取值为0.1110F, 第二电感9、第三电感10取值为0.1141H。
如图4所示，利用ADS仿真软件，对实施例2的滤波器进行模拟仿真，得到的S参数曲线，图中S11和S22为信号反射系数，S12为信号传输系数。从图4可以看出，带通功能的滤波器，能够有效降低阻带反射信号对输入端造成的影响，而且输入端口1的反射曲线与输出端口2的反射曲线依旧保持一致，可以实现双向滤波。
实施例3：
如图5所示，对称双端口低反射吸收式滤波器具有带阻滤波功能，3dB截止频率分别为1Hz和2Hz，滤波器包括：输入端口1、输出端口2、第一电感3、第一吸收电阻4、第二吸收电阻5、第一电容6、第二电容7，还包括：第四电容11、第四电感12、第五电感13。
所述第一吸收电阻4、第一电感3、第二吸收电阻5依次串联；所述第一吸收电阻4、第二吸收电阻5的独立端点分别与第四电感12、第五电感13一个端点相连，第四电感12、第五电感13的独立端点分别与第一电容6、第二电容7的一个端点相连，第一电容6、第二电容7另一个独立端点接地；所述输入端口1、输出端口2分别连接于第一吸收电阻4与第一电感3，第二吸收电阻5与第一电感3连接形成的两个公共点上；所述第一电感3与第四电容11相并联。
本实施例3输入端口1和输出端口2的阻抗采用了1Ohm，本发明不对其进行限定。
当上述输入端口1、输出端口2的阻抗为1Ohm时，则所述第一吸收电阻4、第二吸收电阻5的取值也为1Ohm。
其中，实施例3中第四电感12、第五电感13取值为0.2272H，第一电容6、第二电容7取值为0.0557F， 第四电容11取值为0.1669 F, 第一电感3取值为0.0759 H。
如图6所示，利用ADS仿真软件，对实施例3的滤波器进行模拟仿真，得到的S参数曲线，图中S11和S22为信号反射系数，S12为信号传输系数。从图6可以看出，带阻功能的滤波器，能够有效降低阻带反射信号对输入端造成的影响，而且输入端口1的反射曲线与输出端口2的反射曲线依旧保持一致，可以实现双向滤波。
综上，本发明一种对称双端口低反射吸收式滤波器，能够有效降低阻带反射信号对输入端造成的影响，同时，可以实现双向滤波。本发明结构简单，易于加工，具有实用性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种对称双端口低反射吸收式滤波器，其特征在于：包括：输入端口、输出端口、第一电感、第一吸收电阻、第二吸收电阻、第一电容、第二电容；所述第一吸收电阻、第一电感、第二吸收电阻依次串联；所述第一吸收电阻、第二吸收电阻的独立端点分别与第一电容、第二电容的一个端点相连，第一电容、第二电容另一个独立端点接地；所述输入端口、输出端口分别连接于第一吸收电阻与第一电感，第二吸收电阻与第一电感连接形成的两个公共点上。
2.根据权利要求1所述的对称双端口低反射吸收式滤波器，其特征在于：还包括：第三电容、第二电感、第三电感；所述第一吸收电阻、第三电容、第一电感、第二吸收电阻依次串联；所述第一吸收电阻、第二吸收电阻的独立端点分别与第一电容、第二电容的一个端点相连，第一电容、第二电容另一个独立端点接地，第一电容、第二电容分别与第二电感、第三电感相并联；所述输入端口、输出端口分别连接于第一吸收电阻与第三电容，第二吸收电阻与第一电感连接形成的两个公共点上。
3.根据权利要求1所述的对称双端口低反射吸收式滤波器，其特征在于：还包括：第四电容、第四电感、第五电感，所述第一吸收电阻、第一电感、第二吸收电阻依次串联；所述第一吸收电阻、第二吸收电阻的独立端点分别与第四电感、第五电感一个端点相连，第四电感、第五电感的独立端点分别与第一电容、第二电容的一个端点相连，第一电容、第二电容另一个独立端点接地；所述输入端口、输出端口分别连接于第一吸收电阻与第一电感，第二吸收电阻与第一电感连接形成的两个公共点上；所述第一电感3与第四电容11相并联。
4.根据权利要求1-3任一项所述的对称双端口低反射吸收式滤波器，其特征在于：所述输入端口、输出端口的特性阻抗与第一吸收电阻、第二吸收电阻的阻值均相同。
5.根据权利要求1-3任一项所述的对称双端口低反射吸收式滤波器，其特征在于：所述第一吸收电阻、第二吸收电阻设置为独立的电阻元件。
6.根据权利要求1-3任一项所述的对称双端口低反射吸收式滤波器，其特征在于：所述第一吸收电阻、第二吸收电阻设置为输入阻抗为纯阻特性的单端口网络。
7.根据权利要求1-3任一项所述的对称双端口低反射吸收式滤波器，其特征在于：所述第一电容、第二电容的容值相同。
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