CN109066023A - 一种基于开环谐振器的微带线低通滤波器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于开环谐振器的微带线低通滤波器，其特征在于，包括：顶层，为金属走线层，中间层，为介质层，底层，为金属底层，其中，金属走线层包括：开环谐振结构、端口匹配结构以及开路枝节，开环谐振结构为两个C字形，C字形开口相向设置，端口匹配结构位于两个C字形的背侧，开路枝节为工字形，包括两端的自由段和中间的纵向连接段，纵向连接段从两个C字形中间穿过。本发明提供的基于开环谐振器的微带线低通滤波器，由于其中的开环谐振结构属于不规则图形，并且采用了开路枝节，因此能够在保证低插入损耗的前提下实现了较宽的带外抑制频段，有效抑制了二次谐波以及高次谐波。

Description

一种基于开环谐振器的微带线低通滤波器
技术领域
本发明涉及一种基于开环谐振器的微带线低通滤波器，属于通信设备领域。
背景技术
ISM2.4GHz频段是微波公用频段，该频段的低通滤波器有多种实现方法，微带线滤波器，波导滤波器，集总滤波器，各种滤波器有各自的优缺点。在电子设备日益小型化的背景下，微带线滤波器由于尺寸小、成本低且一致性好，成为最常用的设计。微带线滤波器的两个关键指标是插入损耗和带外抑制度，这两个指标通常需要妥协，难以兼顾。传统的集总滤波器由于电感电容自身阻性损耗导致了滤波器插入损耗较大，而波导滤波器却有着体积大和重量重的缺点，传统的微带线滤波器插入损耗可以做的较低，但是存在寄生通带的影响，一般在二次谐波点就会产生寄生通带。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于开环谐振器的微带线低通滤波器，以解决上述问题。
本发明采用了如下技术方案：
一种基于开环谐振器的微带线低通滤波器，其特征在于，包括：顶层，为金属走线层，中间层，为介质层，底层，为金属底层，其中，金属走线层包括：开环谐振结构、端口匹配结构以及开路枝节，开环谐振结构为两个C字形，C字形开口相向设置，端口匹配结构位于两个C字形的背侧，开路枝节为工字形，包括两端的自由段和中间的纵向连接段，纵向连接段从两个C字形中间穿过。
本发明的基于开环谐振器的微带线低通滤波器，还具有这样的特征：其中，金属走线层为轴对称结构。
本发明的基于开环谐振器的微带线低通滤波器，还具有这样的特征：其中，端口匹配结构包括端口一和端口二，分别位于两个C字形的背侧。
本发明的基于开环谐振器的微带线低通滤波器，还具有这样的特征：其中，开路枝节两端的自由段，宽度大于纵向连接段。
本发明的基于开环谐振器的微带线低通滤波器，还具有这样的特征：其中，两个自由段关于开路枝节的中轴对称。
发明的有益效果
本发明基于开环谐振器的微带线低通滤波器，由于其中的开环谐振结构属于不规则图形，并且采用了开路枝节，因此能够在保证低插入损耗的前提下实现了较宽的带外抑制频段，有效抑制了二次谐波以及高次谐波。
附图说明
图1是本发明的基于开环谐振器的微带线低通滤波器的结构示意图；
图2是改进后的开环谐振结构和端口匹配结构的示意图；
图3是开路枝节的结构示意图；
图4是滤波器回波损耗和插入损耗实测结果。
具体实施方式
以下结合附图来说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，基于开环谐振器的微带线低通滤波器包括：顶层11、中间层12和底层13。顶层11为金属走线层，中间层12为介质层。底层13为金属底层。
顶层11为金属走线层，结构如图2所示，包括：开环谐振结构14、端口匹配结构141、142，以及如图3所示的开路枝节15。
开环谐振结构14为两个C字形，C字形开口相向设置。端口匹配结构位于两个C字形的背侧。端口匹配结构包括端口一141和端口二142，分别位于两个C字形的背侧。
如图3所示，开路枝节15为工字形，包括两端的自由段151和中间的纵向连接段152，纵向连接段152从两个C字形中间穿过。开路枝节两端的自由段151，宽度大于纵向连接段152。
两个自由段关于开路枝节的中轴对称，并且整个金属走线层为轴对称结构，关于中心轴对称。
本发明的基于开环谐振器的微带线低通滤波器体积小，本实施方式中的尺寸为14mm×11mm。
本发明的开环谐振器的微带线低通滤波器效果实测：
采用安捷伦公司生产的网络分析仪E5071C进行滤波器的插入损耗和回波损耗测试，结果如下：
如图4所示；黑色虚线是测试得到的回波损耗结果，黑色实线是测试得到的插入损耗结果。
回波损耗指的是传输线端口的反射波功率与入射波功率之比，以对数形式来表示，单位是dB，又称作反射损耗。
插入损耗指的是输出端口功率和输入端口功率之比，以对数形式来表示，单位是dB，又称作插入衰减。
从图中可以看出，滤波器-3dB通带截止频率在2.62GHz左右；在2.4GHz-2.483GHz范围插入损耗低于0.1dB；从2.85GHz-12.5GHz宽阻带内衰减都优于-20dB；与传统的微带线滤波器相比，不仅仅保留了极低的通带插入损耗的优点，同时大大提升传统滤波器的阻带范围。以通带中最高频点2483MHz为例，五次谐波点在12.415GHz，传统的微带线滤波器通常在二次谐波频点附近出现寄生通带，而本发明可以实现二、三、四、五次谐波的有效抑制。
本发明基于开环谐振器的微带线低通滤波器，由于其中的开环谐振结构属于不规则图形，并且采用了开路枝节，因此能够在保证低插入损耗的前提下实现了较宽的带外抑制频段，有效抑制了二次谐波以及高次谐波。

Claims (5)

1.一种基于开环谐振器的微带线低通滤波器，其特征在于，包括：
顶层，为金属走线层，
中间层，为介质层，
底层，为金属底层，
其中，金属走线层包括：开环谐振结构、端口匹配结构以及开路枝节，
开环谐振结构为两个C字形，C字形开口相向设置，
端口匹配结构位于两个C字形的背侧，
开路枝节为工字形，包括两端的自由段和中间的纵向连接段，纵向连接段从两个C字形中间穿过。
2.如权利要求1所述的基于开环谐振器的微带线低通滤波器，其特征在于：
其中，所述金属走线层为轴对称结构。
3.如权利要求1所述的基于开环谐振器的微带线低通滤波器，其特征在于：
其中，所述端口匹配结构包括端口一和端口二，分别位于两个C字形的背侧。
4.如权利要求1所述的基于开环谐振器的微带线低通滤波器，其特征在于：
其中，开路枝节两端的自由段，宽度大于所述纵向连接段。
5.如权利要求4所述的基于开环谐振器的微带线低通滤波器，其特征在于：
其中，两个所述自由段关于开路枝节的中轴对称。
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