CN110265757B - 一种wlan频段的微带带通滤波器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种WLAN频段的微带带通滤波器，包括：基板，所述基板上层设有微带线结构，下层覆有金属地板；微带线结构包括：第一谐振单元、第二谐振单元以及第三谐振单元；第一谐振单元包括第一矩形微带线框和第二矩形微带线框，其中一边的中间位置分别开设第一缺口和第二缺口，第二矩形微带线框置于第一矩形微带线框内且间隔一定距离，第一矩形微带线框和第二矩形微带线框之间通过穿过第二缺口的微带连接线连接。本滤波器通过在第一谐振单元对称轴处放置一开路枝节，在其两侧放置两个短路枝节，形成新的谐振频点；并在阻带产生一个新的传输零点，提高了通带外抑制能力；用两个并联枝节替换开路枝节，并进行弯折曲流技术，使滤波器的尺寸减小。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信领域，尤其是涉及一种WLAN频段的微带带通滤波器。
背景技术
滤波器是用来分离不同频率信号的一种器件，它的主要作用是抑制不需要的信号，使其不能通过滤波器，只让需要的信号通过。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，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。
带通滤波器是电子通信应用中的一个关键器件，用于在复杂的电磁环境中选择出系统需求的有用信号，同时滤除掉不需要的无用干扰，降低系统对无用信号的响应。WLAN波段是频率为2.4-2.48GHz、5.15-5.35GHZ的频段，作为无线局域网传输信号的频段；目前，应用于WLAN波段的滤波器的通带外抑制、尺寸还不够理想，无法满足一些系统的需要。所以，设计理想的WLAN滤波器成为设计的重点。
发明内容
发明目的：为了克服背景技术的不足，本发明公开了一种WLAN频段的微带带通滤波器。
技术方案：本发明的WLAN频段的微带带通滤波器，包括：基板，所述基板上层设有微带线结构，下层覆有金属地板；
所述微带线结构包括：第一谐振单元和第二谐振单元；
所述第一谐振单元包括第一矩形微带线框和第二矩形微带线框，所述第一矩形微带线框和第二矩形微带线框其中一边的中间位置分别开设第一缺口和第二缺口，所述第二矩形微带线框置于第一矩形微带线框内且间隔一定距离，同时，第一缺口和第二缺口的朝向相对，所述第一矩形微带线框和第二矩形微带线框之间通过穿过第二缺口的微带连接线连接，所述微带连接线位于第一谐振单元的对称轴上；
所述第二谐振单元设置于第一矩形微带线框第一缺口朝向相反的一侧外，为工字结构，所述第二谐振单元直接进行信号输入和输出，并在其信号输入和输出侧对称位置分别开设凹槽，所述第二谐振单元的信号输入和输出侧对称位置分别向下延伸形成接地微带线，端部连接接地金属通孔。
其中，所述微带线结构表面覆有铜层。
进一步的，所述接地金属通孔依次贯穿微带线结构、基板以及金属地板。
进一步的，所述第二谐振单元包括相互平行的第一微带线和第二微带线，并通过第三微带线连接形成工字结构，所述第一微带线被第三微带线分为输入微带线和输出微带线，所述凹槽分别位于第三微带线两侧。
其中，所述接地微带线分别位于凹槽内，以第三微带线为对称轴对称。
进一步的，所述第二谐振单元下方对称设置第四微带线和第五微带线，并通过不同特征阻抗的微带线分别与输入微带线和输出微带线连接，所述第四微带线和第五微带线之间存在间隙，形成电耦合，所述第四微带线以及其用来与输入微带线连接的不同特征阻抗的微带线与第五微带线以及其用来与输出微带线连接的不同特征阻抗的微带线以第四微带线和第五微带线之间的间隙为对称轴对称。
有益效果：与现有技术相比，本发明的优点为：首先，本滤波器通过在第一谐振单元对称轴处放置一开路枝节，在其两侧放置两个短路枝节，形成新的谐振频点；并在阻带产生一个新的传输零点，提高了通带外抑制能力；其次，用两个并联枝节替换开路枝节，并进行弯折曲流技术，使滤波器的尺寸减小，再而，在第二谐振单元的信号输入和输出侧对称位置分别向下延伸形成接地微带线，端部连接接地金属通孔，在此传输路径中形成磁耦合，第二谐振单元下方设置的第四微带线和第五微带线之间的电耦合，形成了另外一条路径，在信号通过这两条路径传输到输出端口时，使得某些频率信号的相位发生偏移，产生相位差，形成传输零点，提高了带外抑制能力。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明滤波器的回波损耗和插入损耗示意图。
实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
如图1所示的WLAN频段的微带带通滤波器，包括：基板1，尺寸为：22mm×17.5mm×0.8mm（材质为FR4），所述基板1上层设有微带线结构，下层覆有金属地板（材质为铜）；所述微带线结构表面覆有铜层。
所述微带线结构包括：第一谐振单元2和第二谐振单元3；
所述第一谐振单元2包括第一矩形微带线框201和第二矩形微带线框202，所述第一矩形微带线框201和第二矩形微带线框202其中一边的中间位置分别开设第一缺口211和第二缺口212，所述第二矩形微带线框202置于第一矩形微带线框201内且间隔一定距离，同时，第一缺口211和第二缺口212的朝向相对，所述第一矩形微带线框201和第二矩形微带线框202之间通过穿过第二缺口212的微带连接线203连接，所述微带连接线203位于第一谐振单元2的对称轴上，在第一谐振单元2中，通过电耦合馈电，由于在半波长的谐振器中间加入了枝节（即微带连接线203），使得两者相互连接，此结构在产生奇偶两个谐振频率的同时，能够在阻带产生传输零点，提高了通带外抑制能力。
所述第二谐振单元3设置于第一矩形微带线框201第一缺口211朝向相反的一侧外，为工字结构，所述第二谐振单元3直接进行信号输入和输出，并在其信号输入和输出侧对称位置分别开设凹槽301，所述第二谐振单元3的信号输入和输出侧对称位置分别向下延伸形成接地微带线302，端部连接接地金属通孔303，该接地金属通孔303依次贯穿微带线结构、基板以及金属地板。
该第二谐振单元3包括相互平行的第一微带线304和第二微带线305，并通过第三微带线306连接形成工字结构，该第三微带线306长度根据所需谐振频率大小来确定，所述第一微带线304被第三微带线306分为输入微带线314和输出微带线324，该输入微带线314和输出微带线324通过第三微带线306成轴对称，所述凹槽301分别位于第三微带线306两侧，所述接地微带线302分别位于凹槽301内，所述第三微带线306两侧的接地微带线302和凹槽301结构及位置均对称。第二谐振单元3通过直接馈电，在产生一个新的谐振频率的同时，也产生一个新的传输零点。通过直接连接输入输出端，形成一条传输路径，并在输入输出微带线上对称轴两侧分别放置一接地枝节（即接地微带线302），形成磁耦合效应。
所述第二谐振单元3下方对称设置第四微带线401和第五微带线402，该第四微带线401和第五微带线402在第二谐振单元3对称轴两侧放置，并通过与其不同特征阻抗的微带线分别与输入微带线314和输出微带线324连接，所述第四微带线401和第五微带线402之间存在间隙，形成电耦合，通过连接输入输出端的两个阶跃阻抗谐振器在滤波器对称轴处形成一个窄间隙，即电耦合，形成另一个传输路径；通过两条路径的信号在输出端叠加，此时，电偶合与磁耦合会在某些频率处相互抵消，形成传输零点。
如图2所示为本发明滤波器的回波损耗（S11）和插入损耗（S21），从图中可以看出，通带频率能够很好的覆盖WLAN（2.4-2.48GHz、5.15-5.35GHZ）频段，且插入损耗满足滤波器的设计要求；并且在两个通带外分别有两个传输零点，提高了通带外抑制能力，使得滤波器的性能得到提高。
Claims (3)
1.一种WLAN频段的微带带通滤波器，其特征在于包括：基板（1），所述基板（1）上层设有微带线结构，下层覆有金属地板；
所述微带线结构包括：第一谐振单元（2）和第二谐振单元（3）；
所述第一谐振单元（2）包括第一矩形微带线框（201）和第二矩形微带线框（202），所述第一矩形微带线框（201）和第二矩形微带线框（202）其中一边的中间位置分别开设第一缺口（211）和第二缺口（212），所述第二矩形微带线框（202）置于第一矩形微带线框（201）内且间隔一定距离，同时，第一缺口（211）和第二缺口（212）的朝向相对，所述第一矩形微带线框（201）和第二矩形微带线框（202）之间通过穿过第二缺口（212）的微带连接线（203）连接，所述微带连接线（203）位于第一谐振单元（2）的对称轴上；
所述第二谐振单元（3）设置于第一矩形微带线框（201）第一缺口（211）朝向相反的一侧外，为工字结构，所述第二谐振单元（3）直接进行信号输入和输出，并在其信号输入和输出侧对称位置分别开设凹槽（301），所述第二谐振单元（3）的信号输入和输出侧对称位置分别向下延伸形成接地微带线（302），端部连接接地金属通孔（303）；
所述第二谐振单元（3）包括相互平行的第一微带线（304）和第二微带线（305），并通过第三微带线（306）连接形成工字结构，所述第一微带线（304）被第三微带线（306）分为输入微带线（314）和输出微带线（324），所述凹槽（301）分别位于第三微带线（306）两侧；
所述接地微带线（302）分别位于凹槽（301）内；
所述第二谐振单元（3）下方对称设置第四微带线（401）和第五微带线（402），并通过不同特征阻抗的微带线分别与输入微带线（314）和输出微带线（324）连接，所述第四微带线（401）和第五微带线（402）之间存在间隙，形成电耦合。
2.根据权利要求1所述的WLAN频段的微带带通滤波器，其特征在于：所述微带线结构表面覆有铜层。
3.根据权利要求1所述的WLAN频段的微带带通滤波器，其特征在于：所述接地金属通孔（303）依次贯穿微带线结构、基板以及金属地板。
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