CN109546273A - 一种宽上阻带的窄带带通滤波器 - Google Patents

一种宽上阻带的窄带带通滤波器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种宽上阻带的窄带带通滤波器，其由一个带有耦合微带线的T形输入端(1)，一个带有耦合微带线的T形输出端(5)，两个U形谐振器(2)、(4)，一个带有耦合微带线的H形连接线(3)以及两个金属化孔(6)、(7)组成。输入端用于馈入电磁波信号，输出端用于馈出电磁波信号。两谐振器的一端通过缝隙分别与输入端、输出端耦合，另一端通过缝隙与连接线的两端耦合。两U形谐振器的底部分别通过金属化孔接地。采用该对称结构的窄带带通滤波器，可以有效地抑制寄生通带，展宽上阻带。本发明不仅所占面积小，且上阻带带宽较宽、阻带抑制高，并具有很好的矩形系数。因此性能优良，易于集成，可广泛应用于微波和集成电路中。

Description

一种宽上阻带的窄带带通滤波器
技术领域
本发明涉及一种带通滤波器，特别是一种宽上阻带的窄带带通滤波器。
背景技术
近年来无线通信发展迅猛，微波和集成电路系统应用广泛，微带滤波器作为其中的一种重要的元器件，被广泛用于分离不同频率的微波信号。它的主要作用是抑制不需要的信号，使其不能通过，而让有用的信号通过。在微波电路系统中，滤波器的性能对电路的性能指标有很大的影响，可以说滤波器的优劣直接决定了产品的优劣，因此如何设计出一个具有高性能的滤波器，对设计微波电路系统具有很重要的意义。
目前实现小型化滤波器主要通过使用强耦合的谐振单元，然而这些滤波器在实现小型化的同时牺牲了其他性能，比如上阻带带宽窄、阻带抑制差以及矩形系数差。
由上可知，现有常规的微带滤波器面积太大，即使实现了小型化，滤波器的性能也会下降，不利于实际的工程应用，增大了成本。
发明内容
本发明目的在于提供一种宽上阻带的窄带带通滤波器，解决传统微带带通滤波器上阻带带宽窄、阻带抑制差以及矩形系数差的问题。
针对上述技术问题，本发明提出一种宽上阻带的窄带带通滤波器，所述滤波器包括一个带有耦合微带线的T形输入端，一个带有耦合微带线的T形输出端，第一U形谐振器、第二U形谐振器，一个带有耦合微带线的H形连接线以及第一金属化孔、第二金属化孔；T形输入端用于馈入电磁波信号，T形输出端用于馈出电磁波信号；所述T形输入端和第一U形谐振器通过第一间隙耦合，所述第一U形谐振器和H形连接线通过第二间隙耦合，所述H形连接线和第二U形谐振器通过第三间隙耦合，所述第二U形谐振器和T形输出端通过第四间隙耦合，所述第一U形谐振器的底部通过第一金属化孔接地，所述第二U形谐振器的底部通过第二金属化孔接地。
本发明的滤波器的两个U形谐振器长度均为其共振波长的二分之一，输入端耦合线、输出端耦合线以及连接线耦合线的中心被放置于谐振器枝节长度1：2处，因此第一个寄生通带出现在5倍基带频率处，上阻带内存在两个传输零点。这样就展宽了上阻带的带宽，改善了滤波器的矩形系数。此外，通过不同耦合路径下的抵消作用，在下阻带也引入了一个传输零点，改善了下阻带的特性。
本发明的有益效果是使微带窄带带通滤波器不仅所占面积小，且上阻带带宽较宽、阻带抑制高，并具有很好的矩形系数。因此性能优良，易于集成，可广泛应用于微波和集成电路中。
附图说明
图1为本发明的宽上阻带的窄带带通滤波器的正面示意图；
图2为本发明的宽上阻带的窄带带通滤波器的背面示意图；
图3为本发明的宽上阻带的窄带带通滤波器的传输参数图。
1.T形输入端 2.第一U形谐振器 3.H形连接线 4.第二U形谐振器 5.T形输出端6.第一金属化孔 7.第二金属化孔 8.第一耦合缝隙 9.第二耦合缝隙 10.第三耦合缝隙11.第四耦合缝隙
具体实施方式
以下结合图1-3对本发明的具体实施方式进行详细说明。
图1所示为本发明一种宽上阻带的窄带带通滤波器的正面示意图。T形输入端1和第一U形谐振器2通过间隙(8)耦合，第一U形谐振器2和H形连接线3通过间隙9耦合，H形连接线3和第二U形谐振器4通过间隙10耦合，第二U形谐振器4和T形输出端5通过间隙11耦合，第一U形谐振器2的底部通过第一金属化孔6接地，第二U形谐振器4的底部通过第二金属化孔7接地。T形输入端1以及T形输出端5为带通滤波器的50欧姆阻抗匹配。
本发明的滤波器的两个U形谐振器长度均为其共振波长的二分之一，输入端耦合线、输出端耦合线以及连接线耦合线的中心被放置于谐振器枝节长度1：2处，因此第一个寄生通带出现在5倍基带频率处，上阻带内存在两个传输零点。这样就展宽了上阻带的带宽，改善了滤波器的矩形系数。此外，通过不同耦合路径下的抵消作用，在下阻带也引入了一个传输零点，改善了下阻带的特性。
本发明具体实施方式如下：
本实施例将宽上阻带的窄带带通滤波器设置在厚0.338mm的Rogers4350B介质基板上，本实施例由一个带有耦合微带线的T形输入端1，一个带有耦合微带线的T形输出端5，第一U形谐振器2、第二U形谐振器4，一个带有耦合微带线的H形连接线3以及第一金属化孔6、第二金属化孔7组成。
T形输入端1用于馈入电磁波信号，T形输出端5用于馈出电磁波信号。T形输入端1以及T形输出端5为带通滤波器的50欧姆阻抗匹配。
T形输入端1和第一U形谐振器2通过第一间隙8耦合，第一U形谐振器2和H形连接线3通过第二间隙9耦合，H形连接线3和第二U形谐振器4通过第三间隙10耦合，第二U形谐振器4和T形输出端5通过第四间隙11耦合，第一U形谐振器2的底部通过第一金属化孔6接地，第二U形谐振器4的底部通过第二金属化孔7接地。
在本实施方式中，第一U形谐振器2与第二U形谐振器4的长度均为其共振波长的二分之一，宽度为0.5mm；T形输入端1的输入端和T形输出端5的输出端为系统阻抗，其宽度为0.74mm，其长度可在设计时自由选取，耦合微带线的宽度为0.1mm；H形连接线中部微带线长为4.5mm，宽为0.2mm；耦合间隙的宽度为O.1mm，金属化孔的直径为0.8mm。
本实施方式中，如图3所示，该带通滤波器的1dB带宽为150MHz(1.98GHz-2.13GHz)，抑制小于-40dB的下阻带带宽为1.8GHz(DC-1.8GHz)，上阻带带宽为6.7GHz(2.3GHz-9GHz)。
综上，本发明可以实现不仅所占面积小，且上阻带带宽较宽、阻带抑制高，并具有很好的矩形系数的窄带带通滤波器。

Claims (6)

1.一种宽上阻带的窄带带通滤波器，其特征在于，所述滤波器包括一个带有耦合微带线的T形输入端(1)，一个带有耦合微带线的T形输出端(5)，第一U形谐振器(2)、第二U形谐振器(4)，一个带有耦合微带线的H形连接线(3)以及第一金属化孔(6)、第二金属化孔(7)；
T形输入端(1)用于馈入电磁波信号，T形输出端(5)用于馈出电磁波信号；
所述T形输入端(1)和第一U形谐振器(2)通过第一间隙(8)耦合，所述第一U形谐振器(2)和H形连接线(3)通过第二间隙(9)耦合，所述H形连接线(3)和第二U形谐振器(4)通过第三间隙(10)耦合，所述第二U形谐振器(4)和T形输出端(5)通过第四间隙(11)耦合，所述第一U形谐振器(2)的底部通过第一金属化孔(6)接地，所述第二U形谐振器(4)的底部通过第二金属化孔(7)接地。
2.根据权利要求1所述的一种宽上阻带的窄带带通滤波器，其特征在于，所述T形输入端(1)以及T形输出端(5)为带通滤波器的50欧姆阻抗匹配。
3.根据权利要求1所述的一种宽上阻带的窄带带通滤波器，其特征在于，所述第一U形谐振器(2)与第二U形谐振器(4)的长度均为其共振波长的二分之一，宽度为0.5mm。
4.根据权利要求1所述的一种宽上阻带的窄带带通滤波器，其特征在于，所述T形输入端(1)的输入端和T形输出端(5)的输出端为系统阻抗，其宽度为0.74mm，耦合微带线的宽度为0.1mm。
5.根据权利要求1所述的一种宽上阻带的窄带带通滤波器，其特征在于，所述H形连接线(3)的中部微带线长为4.5mm，宽为0.2mm。
6.根据权利要求1所述的一种宽上阻带的窄带带通滤波器，其特征在于，各耦合间隙的宽度为O.1mm，各金属化孔的直径为0.8mm。
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