CN109841933A - 一种紧凑型宽带差分带通滤波器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种紧凑型宽带差分带通滤波器，包括：并排设置且中垂线重合的一对半波长耦合微带线，一对半波长耦合微带线之间有一条形缝隙；与一对半波长耦合微带线分别对应的两对馈线，每一对馈线均位于所对应的半波长耦合微带线的背离所述条形缝隙的一侧，且每一对馈线均与所对应的半波长耦合微带线的两端连接，所述两对馈线均对称分布于半波长耦合微带线的中垂线两侧；一条中心微带线，连接于半波长耦合微带线之间且关于半波长耦合微带线的中垂线对称；两对电容，加载于半波长耦合微带线之间，所述两对电容均对称布于半波长耦合微带线的中垂线两侧，本发明的滤波器结构简单，尺寸较小，具有足够的带宽，且损耗极低。
Description
技术领域
本发明涉及微波通信领域，尤其涉及一种紧凑型宽带差分带通滤波器。
背景技术
随着无线通信技术的迅速发展，数据传输速率越来越高，无线通信系统正朝着宽带、小型化、低损耗以及高集成度的方向发展。同时，无线系统集成度的提高加剧了信号串扰和环境噪声等问题，使得差分电路受到广泛关注，用于改善此类问题。微波滤波器是无线通信系统中的重要组成部分，因此具有宽带、小型化、低损耗特点的差分滤波器符合无线通信系统的发展需求，然而目前来讲此类差分滤波器的设计仍然是一个重要挑战。
目前已报道了多种宽带差分带通滤波器的设计技术。大多数宽带差分带通滤波器均采用对称式方法设计，例如多枝节级联法、双面平行线法、耦合馈电环形谐振器法、槽线耦合馈电谐振器法等，此类设计方法的电路结构为对应的单端滤波器的两倍，所以大部分电路尺寸较大；部分电路在电路尺寸上有一定减少但仍相对较大，并且存在结构复杂、损耗大等问题。少数宽带差分滤波器采用了非对称式方法设计，如采用微带线连接耦合线设计的宽带差分带通滤波器，相比上述采用对称式方法所设计的宽带差分带通滤波器，此类设计进一步减小了电路尺寸，但其工作带宽相对于对称式设计大大减小。因此提出一种宽带差分带通滤波器，使其在进一步减少尺寸的同时，保证低损耗以及足够的工作带宽显得至关重要。
总而言之，现有技术的滤波器电路尺寸较大，有待进一步减小，同时部分设计工作带宽相对较小，损耗较高。所以现有技术难以保证小型化、宽带化及低损耗的同时实现。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述难以保证小型化、宽带化及低损耗同时实现的缺陷，提供一种宽带差分带通滤波器。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种宽带差分带通滤波器，包括：
并排设置且中垂线重合的一对半波长耦合微带线，所述一对半波长耦合微带线之间有一条形缝隙；
与所述一对半波长耦合微带线分别对应的两对馈线，每一对馈线均位于所对应的半波长耦合微带线的背离所述条形缝隙的一侧，且每一对馈线均与所对应的半波长耦合微带线的两端连接，所述两对馈线均对称分布于半波长耦合微带线的中垂线两侧；
一条中心微带线，连接于所述一对半波长耦合微带线之间且关于半波长耦合微带线的中垂线对称；
两对电容，加载于所述一对半波长耦合微带线之间，所述两对电容均对称布于半波长耦合微带线的中垂线两侧。
优选地，所述两对电容、中心微带线、两对馈线的延伸方向均与半波长耦合微带线的延伸方向垂直。
优选地，所述两对电容中距离所述中垂线最远的一对电容，分别连接所述一对半波长耦合微带线的端部。
本发明的宽带差分带通滤波器，具有以下有益效果：半波长耦合微带线在中心点处进行连接，使得在共模工作时产生三个共模传输零点，保证差模工作频带范围内获得一定的共模抑制；基于半波长耦合微带线，结合两对电容，获得三个差模传输极点和四个差模传输零点实现宽带的差模通带；同时两对电容沿中心对称线对称分布，以保证电路结构的对称性，尺寸小、损耗低及结构简单；总而言之，相比于现有的宽带差分带通滤波器，本发明的滤波器结构简单，尺寸较小，具有足够的带宽，且损耗极低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图：
图1是本发明滤波器的结构示意图；
图2是输入差模信号时滤波器的频率响应仿真与测试图；
图3是输入共模信号时滤波器的频率响应仿真与测试图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的典型实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
本发明总的思路是，构造一种宽带差分带通滤波器，包括：并排设置且中垂线重合的一对半波长耦合微带线，半波长耦合微带线之间有一条形缝隙；与一对半波长耦合微带线分别对应的两对馈线，每一对馈线均位于所对应的半波长耦合微带线的背离所述条形缝隙的一侧，且每一对馈线均与所对应的半波长耦合微带线的两端连接，所述两对馈线均对称分布于半波长耦合微带线的中垂线两侧；一条中心微带线，连接于半波长耦合微带线之间且关于半波长耦合微带线的中垂线对称；两对电容，加载于半波长耦合微带线之间，所述两对电容均对称布于半波长耦合微带线的中垂线两侧。基于以上结构，本发明基于半波长耦合微带线，结合两对电容，获得三个差模传输极点和四个差模传输零点实现宽带的差模通带，同时尺寸小、损耗低及结构简单。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
参考图1，本发明的滤波器整体是左右对称的，该滤波器包括：一对半波长耦合微带线5、6；两对馈线，如图中的馈线1、2为一对，馈线3、4为一对；一条中心微带线8；两对电容，如图中电容11、12为一对，电容9、10为一对。电容11和12以及9和10的延伸方向、中心微带线8的延伸方向、两对馈线1和2以及3和4的延伸方向均与半波长耦合微带线5和6的延伸方向垂直。
其中，半波长耦合微带线5、6前后并排设置，而且微带线5、6的中垂线重合，微带线5、6之间形成有一条形缝隙。微带线8、电容11和12以及电容9和10均位于该条形缝隙内，微带线8、电容11和12以及电容9和10这五个结构将整个条形缝隙划分出4个耦合槽7。
其中，两对馈线与半波长耦合微带线分别对应，具体的，馈线1、2与微带线5对应，馈线3、4与微带线6对应。馈线1、2均位于所对应的微带线5的背离所述条形缝隙的一侧。馈线3、4均位于所对应的微带线6的背离所述条形缝隙的一侧。馈线1、2与所对应的半波长耦合微带线5的两端连接，馈线3、4与所对应的半波长耦合微带线6的两端连接，且馈线1、2对称分布于微带线5的中垂线两侧，馈线3、4也是对称分布于微带线5的中垂线两侧。可见，两对电容9和10、11和12沿整个滤波器的中心对称线(本领域中关于滤波器的中心对称线是指的一对馈线1、2的连线中点，与另一对馈线3、4的连线中点，所确定的线。本实施例中中心对称线实际上与微带线5、6的中垂线重合)对称分布，以保证电路结构的对称性。
微带线8连接于微带线5与微带线6之间且关于微带线5、6的中垂线对称，即微带线8是微带线5的中间点与微带线6的中间点的连接线。
两对电容11和12以及9和10，加载于半波长耦合微带线5和6之间，所述两对电容11和12、9和10均对称布于半波长耦合微带线5、6的中垂线两侧。其中，电容9和10距离微带线5、6的中垂线的距离大于电容11和12距离微带线5、6的中垂线的距离。本实施例中，距离中垂线最远的一对电容9和10分别连接半波长耦合微带线5、6的端部，如图中，电容9连接微带线5、6的左端部，电容10连接微带线5、6的右端部。
其中，馈线1、2外接一对差分端口，馈线3、4外接另一对差分端口，整个结构沿中心线对称。信号从馈线1、2输入到微带线5，在差模工作下，信号经过微带线5、耦合槽7和电容9、10、11、12的作用后传输到微带线6，最后从馈线3、4输出；在共模工作下，信号经过微带线5、耦合槽7和电容9、10、11、12以及微带线8的共同作用后无法达到微带线6，信号传输被阻断。当然，需要说明的是，本发明的结构整体是对称的，所以虽然以上仅以馈线1、2接入信号，馈线3、4输出信号为例进行介绍，但是实际上也可以调换过来，以馈线1、2输出信号，馈线3、4输入信号。
本实施例的工作原理如下：当使用差模信号激励时，耦合微带线5、6的中心对称面等效为理想的电壁，中心连接点微带线8对差模工作不起作用；在两对电容9和10、11和12的作用下，本发明可获得三个差模传输极点和四个差模传输零点，从而构成一个较宽的差模工作通带，并且分布在差模通带两侧的四个差模传输零点能有效实现对带外信号的抑制。当被共模信号激励时，本发明滤波器的中心对称面等效为理想的磁壁，由于中心连接点微带线8与两对电容9和10、11和12的共同作用可获得三个共模传输零点来构成一个共模抑制频带，并且该频带能很好地覆盖差模通带，从而有效地保证了在差模通带范围内对共模信号的抑制。
总之，相比于现有的宽带差分带通滤波器，本发明采用简单的结构、较小的尺寸获得宽带差分带通滤波器，且本发明的损耗极低。
下面给出一个本发明的一个设计案例，其电路结构示意图如图1所示。设定中心频率为1.8GHz，差模频率响应如图2所示，三个差模传输极点分别位于1.16GHZ，1.78GHz和2.45GHz，构成了一个宽的差模通带；差模通带两侧分别存在两个差模传输零点，分别位于0GHz，0.66GHz，3.12GHz和3.39GHz，很好地抑制住了带外信号。其3-dB差模相对带宽为105％，最小插入损耗仅为0.16dB。共模频率响应如图3所示，三个传输零点分别位于1.04GHz，1.88GHz和2.62GHz处，构成了一个14dB以上的共模抑制频带，能很好的覆盖差模通带，从而有效地保证了差模通带范围内对共模信号的抑制。滤波器的物理尺寸为50.8mm×4.1mm,对应的电尺寸为0.5λg×0.04λg(λg为中心频率所对应的导波波长)。本案例采用RO4003C基板，其介电常数为3.38，损耗角为0.0027，厚度为0.813mm。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
Claims (3)
1.一种紧凑型宽带差分带通滤波器，其特征在于，包括：
并排设置且中垂线重合的一对半波长耦合微带线，所述一对半波长耦合微带线之间有一条形缝隙；
与所述一对半波长耦合微带线分别对应的两对馈线，每一对馈线均位于所对应的半波长耦合微带线的背离所述条形缝隙的一侧，且每一对馈线均与所对应的半波长耦合微带线的两端连接，所述两对馈线均对称分布于半波长耦合微带线的中垂线两侧；
一条中心微带线，连接于所述一对半波长耦合微带线之间且关于半波长耦合微带线的中垂线对称；
两对电容，加载于所述一对半波长耦合微带线之间，所述两对电容均对称布于半波长耦合微带线的中垂线两侧。
2.根据权利要求1所述的紧凑型宽带差分带通滤波器，其特征在于，所述两对电容、中心微带线、两对馈线的延伸方向均与半波长耦合微带线的延伸方向垂直。
3.根据权利要求1所述的紧凑型宽带差分带通滤波器，其特征在于，所述两对电容中距离所述中垂线最远的一对电容，分别连接所述一对半波长耦合微带线的端部。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110444840A (zh) * | 2019-08-06 | 2019-11-12 | 西安电子科技大学 | 基于枝节负载谐振器的双频差分带通滤波器 |
| CN110459845A (zh) * | 2019-06-30 | 2019-11-15 | 南通大学 | 一种平衡式双通带微带滤波器 |
| CN110459839A (zh) * | 2019-06-30 | 2019-11-15 | 南通大学 | 一种频率可调差分双通带滤波器 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7375604B2 (en) * | 2002-01-09 | 2008-05-20 | Broadcom Corporation | Compact bandpass filter for double conversion tuner |
| CN102820502A (zh) * | 2012-08-07 | 2012-12-12 | 南通大学 | 一种平衡式双通带滤波器 |
| CN203760599U (zh) * | 2014-03-28 | 2014-08-06 | 南京航空航天大学 | 一种紧凑型超宽带双带陷的平衡带通滤波器 |
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2019
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7375604B2 (en) * | 2002-01-09 | 2008-05-20 | Broadcom Corporation | Compact bandpass filter for double conversion tuner |
| CN102820502A (zh) * | 2012-08-07 | 2012-12-12 | 南通大学 | 一种平衡式双通带滤波器 |
| CN203760599U (zh) * | 2014-03-28 | 2014-08-06 | 南京航空航天大学 | 一种紧凑型超宽带双带陷的平衡带通滤波器 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| JIANCHENG DONG ET AL.: "Compact Wideband Differential Bandpass Filter Using Coupled Microstrip Lines and Capacitors", 《IEEE MICROWAVE AND WIRELESS COMPONENTS LETTERS》 * |
| XIAO-HU WU ET AL.: "Compact Differential Ultra-Wideband Bandpass Filter With Common-Mode Suppression", 《IEEE MICROWAVE AND WIRELESS COMPONENTS LETTERS》 * |
| YOUNG-HO CHO ET AL.: "Balanced Dual-Band Bandpass Filter Using Microstrip Resonator Loaded With Lumped-Elements", 《PROCEEDINGS OF THE ASIA-PACIFIC MICROWAVE CONFERENCE 2011》 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110459845A (zh) * | 2019-06-30 | 2019-11-15 | 南通大学 | 一种平衡式双通带微带滤波器 |
| CN110459839A (zh) * | 2019-06-30 | 2019-11-15 | 南通大学 | 一种频率可调差分双通带滤波器 |
| CN110444840A (zh) * | 2019-08-06 | 2019-11-12 | 西安电子科技大学 | 基于枝节负载谐振器的双频差分带通滤波器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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Application publication date: 20190604 Assignee: Nantong Zhijia Intelligent Equipment Co.,Ltd. Assignor: NANTONG University Contract record no.: X2023320000047 Denomination of invention: A compact broadband differential bandpass filter Granted publication date: 20210709 License type: Common License Record date: 20230112 |
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