CN110931926A

CN110931926A - 微带线滤波器

Info

Publication number: CN110931926A
Application number: CN201911102724.6A
Authority: CN
Inventors: 赵小伟
Original assignee: Chenzhou Shitong Technology Co Ltd
Current assignee: Chenzhou Shitong Technology Co Ltd
Priority date: 2019-11-12
Filing date: 2019-11-12
Publication date: 2020-03-27
Anticipated expiration: 2039-11-12
Also published as: WO2021093016A1; CN110931926B; BR112022009162A2

Abstract

本发明涉及一种微带线滤波器，包括多个线性排布的微带线滤波器单元；每个所述微带线滤波器单元包括第一微带线及第二微带线，所述第一微带线围合形成有容置空间，所述第一微带线上还设有与所述容置空间连通的开口，所述第二微带线的一端位于所述容置空间内，并与所述第一微带线连接，所述第二微带线的另一端穿过所述开口而伸出于所述容置空间外。该微带线滤波器具有超近频强带外抑制功能，提高了微带线滤波器的Q值。

Description

微带线滤波器

技术领域

本发明涉及滤波技术领域，尤其是涉及一种微带线滤波器。

背景技术

随着通讯行业不断发展，频率资源将会越来越紧缺，频率超近频抑制将更更加紧迫。举例说明，卫星电视信号接收设备室外单元高频头(Low Noise Block，LNB)是卫星信号传输系统必备的室外单元，用于将从卫星上接收到的微弱心血号进行信号放大和变频处理。卫星高频头上包含有带通滤波器，用于过滤频率信号。随着空间信号的频率越发密集，特别是LTE(Long Term Evolution长期演进)和5G通讯的发展应用迅速，LTE和5G应用频率已经临近卫星电视信号的应用频率，5G很多国家在选用3.3-3.6GHz频率，中国卫星电视C-BAND下行信号在3.7-4.2GHz，更甚者很多国外国家或地区C-BAND卫星电视下行频率在3.63-4.2GHz使用，5G频率相对于卫星C-BAND下行频率已属于超近频，会产生对C-BAND高频头产品电视信号干扰。

如何更好地实现超近频强带外抑制，是目前亟待解决的问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种能够实现超近频强带外抑制的微带线滤波器。

一种微带线滤波器，包括多个线性排布的微带线滤波器单元；每个所述微带线滤波器单元包括第一微带线及第二微带线，所述第一微带线围合形成有容置空间，所述第一微带线上还设有与所述容置空间连通的开口，所述第二微带线的一端位于所述容置空间内，并与所述第一微带线连接，所述第二微带线的另一端穿过所述开口而伸出于所述容置空间外。

在其中一个实施例中，所述第二微带线包括竖条段和横条段，所述竖条段的一端与所述第一微带线连接，所述竖条段的另一端穿过所述开口与所述横条段连接，所述横条段位于所述容置空间外。

在其中一个实施例中，所述竖条段包括第一段和第二段，所述第一段的一端与所述第一微带线连接，所述第一段的另一端与所述第二段的一端连接，所述第二段的另一端与所述横条段连接，在多个所述微带线滤波器单元的排布方向上，所述第一段的尺寸大于或小于所述第二段的尺寸。

在其中一个实施例中，所述第二微带线呈T形或L形。

在其中一个实施例中，所述第一微带线包括第一包围部及第二包围部，所述第一包围部与所述第二包围部连接形成所述容置空间，所述第一包围部呈U形，所述第二包围部设于所述开口处，且沿多个所述微带线滤波器单元的排布方向延伸。

在其中一个实施例中，所述第二包围部设有两个，所述开口位于两个所述第二包围部之间。

在其中一个实施例中，相邻两个所述微带线滤波器单元间隔设置。

在其中一个实施例中，每个所述微带线滤波器单元包括相对设置的第一端及第二端，所述开口位于所述第一端，在相邻的两个所述微带线滤波器单元中，所述第一端至所述第二端的方向相反。

在其中一个实施例中，还包括输入端及输出端，多个所述微带线滤波器单元均位于所述输入端与所述输出端之间。

在其中一个实施例中，所述输入端连接于与其最接近的所述微带线滤波器单元，所述输出端连接于与其最接近的所述微带线滤波器单元；或者所述输入端与其最接近的所述微带线滤波器单元间隔设置，所述输出端与其最接近的所述微带线滤波器单元间隔设置。

上述微带线滤波器中不仅微带线滤波器单元之间形成耦合，同一微带线滤波器单元中的第一微带线通过开口与第二微带线之间也形成了耦合，相对于传统的微带线滤波器，该微带线滤波器对于超近频具有强带外抑制功能，提高了滤波器的Q值。

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一些实施例，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，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为一个实施例中微带线滤波器的结构示意图；

图2为另一个实施例中微带线滤波器的结构示意图；

图3为图1所示的微带线滤波器中微带线滤波器单元的结构示意图；

图4为一个实施例中第一微带线的结构示意图；

图5为又一个实施例中微带线滤波器的结构示意图；

图6为图1所示的微带线滤波器的S(2,1)仿真实验图；

图7为图1所示的微带线滤波器的S(1,1)仿真实验图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1和图2所示，微带线滤波器包括多个线性排布的微带线滤波器单元10，在本实施方式中，该微带线滤波器包括3-7个微带线滤波器单元10，具体到本实施例中，微带线滤波器单元10的数目为5个，在其他实施方式中，微带线滤波器单元10的数目还可以是3个、4个或6个以上。可以根据实际需求自定义选择合适的微带滤波器单元数量。

多个微带线滤波器单元10具有一些共同的特征，具体地，每个所述微带线滤波器单元10包括第一微带线102及第二微带线104，所述第一微带线102围合形成有容置空间106，所述第一微带线上还设有与所述容置空间106连通的开口108，所述第二微带线104的一端位于所述容置空间内，并与所述第一微带线102连接，所述第二微带线的另一端穿过所述开口108而伸出于所述容置空间106外。

上述的微带线滤波器作为带通滤波器，作用是只允许设定的频率范围通过，过滤掉其他频率。其中的第二微带线104是用一个高低阻抗变换的四分之一波长开路传输线来实现的，以使得在通带边缘产生衰减传输零点，使通带的截止斜率更为陡峭，以提高微带线滤波器的选择性。对于上述的微带线滤波器来说，不仅微带线滤波器单元10之间形成耦合，每个微带线滤波器单元10中的第一微带线102通过开口与第二微带线104之间也形成了耦合，相对于传统的微带线滤波器，该微带线滤波器对于超近频具有强带外抑制功能，提高了微带线滤波器的Q值。

请参考图1和图5，每个所述微带线滤波器单元包括相对设置的第一端110及第二端120，所述开口108位于所述第一端110，在相邻的两个所述微带线滤波器单元中，所述第一端110至所述第二端120的方向相反。以图5所示为观察视角，对于左侧的第一个微带线滤波器单元10来说，其第一端110位于第二端120的上方，对于左侧的第二个微带线滤波器单元10来说，其第一端110则位于第二端120的下方，以此类推。当然，不同实施例中，同一位置处的微带线滤波器单元的第一端110和第二端120的设置位置可以相同也可以不同。例如，在图2所示的实施例中，对于左侧的第一个微带线滤波器单元10来说，其第一端110则位于第二端120的下方，对于左侧的第二个微带线滤波器单元10来说，其第一端110则位于第二端120的上方。

另外，请参考图1和图4，对于每一个微带线滤波器单元来说，所述第一微带线包括第一包围部1022及第二包围部1024，所述第一包围部1022与所述第二包围部1024连接形成所述容置空间106，所述第一包围部1022呈U形，所述第二包围部1024设于所述开口108处，且沿多个所述微带线滤波器单元10的排布方向延伸。第二包围部1024的设置，能够减小开口的尺寸，从而能够使得微带线滤波器更好地达到对超近频带外抑制的效果。可以根据实际情况确定第二包围部的延伸尺寸，从而确定开口的位置和大小。

在图1和图5所示的实施例中，每一个微带线滤波器单元10的第二包围部1024均设有两个，开口位于两个第二包围部之间。

在图2所示的实施例中，部分微带线滤波器单元10的第二包围部1024设有两个，部分微带线滤波器单元10的第二包围部1024仅设有一个。更为具体地，以图2为观察视角，在最左侧的微带线滤波器单元和最右侧的微带线滤波器单元中，第二包围部1024仅设有一个，在剩余的微带线滤波器单元中，第二包围部均设有两个。

可以理解地是，在一些实施例中，第二包围部也可以省略。

请参考图3和图4，所述第二微带线包括竖条段1042和横条段1044，所述竖条段1042的一端与所述第一微带线102连接，所述竖条段1042的另一端穿过所述开口108与所述横条段1044连接，所述横条段1044位于所述容置空间106外。更为具体地，竖条段1042居中设置于第一包围部1022，竖条段1044沿垂直于微带线滤波器单元排布的方向延伸，横条段1044沿平行于微带线滤波器单元排布的方向延伸，也即，竖条段1042的延伸方向垂直于横条段1044的延伸方向。在不影响微带线滤波器对超近频带外抑制的功能的同时，竖条段相对于第一包围部的位置关系以及竖条段与横条段的相对关系，还能尽可能地减小微带线滤波器所占用的印刷面积。

在图1和图5所示的实施例中，第二微带线呈T形，也即，竖条段1042与横条段1044的连接位置位于横条段1044的两端之间。竖条段与横条段的连接位置可以居中于横条段的两端，也可以与横条段其中一端的距离较小，而与横条段另一端的距离较大。

在图2所示的实施例中，第二微带线呈L形，也即，竖条段与横条段的其中一端连接。

进一步，在本实施方式中，为了更好地进行超近频带外抑制，竖条段不同部位的宽度不尽相同，这里所说的竖条段的宽度是指沿微带线滤波器单元排布的方向上的尺寸。

具体地，请参考图3，竖条段包括第一段1042A和第二段1042B，所述第一段1042A的一端与所述第一微带线102连接，所述第一段1042A的另一端与所述第二段1042B的一端连接，所述第二段1042B的另一端与所述横条段1044连接。从图1中可以很明显地看出，第一段1042A的宽度大于第二段1042B的宽度。而在图2所示的实施例中，第一段的宽度则小于第二段的宽度(图中未标出)。

当然，在其他实施方式中，竖条段也可以自其与第一微带线连接的一端至其与横条段连接的一端，宽度始终保持不变。

结合图1、图2及图5，可以看出，多个微带线滤波器单元的结构可以完全相同，也可以有差异。可以根据微带线滤波器实际的应用情况确定各微带线滤波器单元的结构。

参考图1、图2及图5，微带线滤波器还包括输入端20及输出端30，多个所述微带线滤波器单元10均位于所述输入端20与所述输出端30之间。

在图1及图5所示的实施例中，所述输入端20与其最接近的所述微带线滤波器单元10间隔设置，所述输出端30与其最接近的所述微带线滤波器单元10间隔设置。

在图2所示的实施例中，所述输入端20连接于与其最接近的所述微带线滤波器单元10，所述输出端30连接于与其最接近的所述微带线滤波器单元。

当然，在图1和图5所示的实施例中，也可以将所述输入端20连接于与其最接近的所述微带线滤波器单元10，所述输出端30连接于与其最接近的所述微带线滤波器单元10。而在图2所示的实施例中，也可以使得所述输入端20与其最接近的所述微带线滤波器单元10间隔设置，所述输出端30与其最接近的所述微带线滤波器单元10间隔设置。

请参考图1、图2及图5，相邻的微带线滤波器单元10间隔设置，即微带线滤波器单元之间是有距离的，且可以通过调整微带线滤波器单元之间的间隔距离来调整接收频率带宽。不同微带线滤波器单元之间的间隔距离可以相同，也可以不同，具体地可以根据实际需要自适应调整。

微带线滤波器可以适用于不同频段的超近频滤波，比如，适用于卫星电视信号接收室外单元C-BAND频段，也适用于5G频段，以及KU-BAND频段和KA-BAND频段。针对不同的频段需要自定义地调整微带线滤波器单元之间的间隔距离，以及第一微带线和第二微带线的尺寸。

在一个实施例中，微带线滤波器应用于卫星电视信号接收室外单元C-BAND高频头电路配置部分，设置于高频头电路盒第一级低噪声放大器(低噪声放大器，low-noiseamplifier)之后或第二级低噪声放大器之后，主要是混频之前进行滤波功能，抑制带外干扰信号，实现有用信号的理想混频和减少无用信号的混频，以致于混频后交调抑制优越，减少干扰最终传递给卫星接收机实现清晰调出丰富多彩的电视画面。为了提高带外抑制效果，特别是对LTE和5G信号具有显著的带外强抑制，采用上述微波滤波器(如图1和2)可以实现带外强抑制效果，特别是超近频的抑制。

在一个实施例中，根据实际应用场景中的实际频率以及范围调整线长可扩展应用频率，比如，可应用到KU-BAND以及KA-BAND频率段。其中，应用于直播卫星电视广播业务的KU-BAND频率段的范围在10GHz到15GHz，应用于直播卫星电视广播业务的KA-BAND频率段的范围为18到28GHz。

传统的C-BAND卫星频率普遍在3.63-4.2GHz或3.7～4.2GHz频率范围之间，通过上述微带线滤波器可以实现3.7GHz相对于3.6GHz 100MHz频率间隔，临近频率抑制达到50dB以上的带外抑制能力，3.65GHz相对于3.6GHz 50MHz频率间隔超近频抑制达到45dB以上的带外抑制能力，完全可以解决LTE信号和5G信号对于C-BAND直播卫星广播电视信号的影响。

参考图5，在一个实施例中，为了更好地实现超近频强带外抑制，输入端20与最接近的微带线滤波器单元(第一个微带线滤波器单元)之间的间隔距离设置为6-16mil(mil，密耳，长度单位)，第一个微带线滤波器单元与第二个微带线滤波器单元之间的间隔距离设置为16-30mil，第二个微带线滤波器单元与第三个微带线滤波器单元之间的间隔距离设置为18-36mil，第三个微带线滤波器单元与第四个微带线滤波器单元之间的间隔距离设置为18-36mil，第四个微带线滤波器单元与第五个微带线滤波器单元之间的间隔距离设置为16-30mil，第五个微带线滤波器单元与输出端30之间的间隔距离设置为6-16mil。

如图6和如图7所示，为一个实施例中，用于卫星电视信号接收室外单元C-BAND高频头的微带线滤波器仿真示意图，横坐标表示插入损耗，纵坐标表示频率；图6是在S(2,1)的基础上得到的仿真图，图7是在S(1,1)的基础上得到的仿真图。S(2,1)表示传输系数，S(1,1)表示自反射系数，所以S(2,1)和S(1,1)得到的仿真图刚好是相反的。参考图6中m5(3.6GHz,-61.2996dB)和m6(3.65GHz，-14.2778dB)的坐标，横坐标相差50MHz，纵坐标相差47dB以上，图中m5和m7的坐标，横坐标相差100MHz，纵坐标相差55dB以上。

如图6和7所示，可以明确看出微带线滤波器具有超近频强抑制能力，超近频50MHz间隔抑制可达到45dB以上，超近频100MHz频率间隔抑制达到50dB以上，具有极其超越的滤波指标。另外，该微带滤波器可通过PCB电路微带线制作便可实现超近频干扰抑制，成本低廉，批量生产更加简单高效。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种微带线滤波器，其特征在于，包括多个线性排布的微带线滤波器单元；

每个所述微带线滤波器单元包括第一微带线及第二微带线，所述第一微带线围合形成有容置空间，所述第一微带线上还设有与所述容置空间连通的开口，所述第二微带线的一端位于所述容置空间内，并与所述第一微带线连接，所述第二微带线的另一端穿过所述开口而伸出于所述容置空间外。

2.根据权利要求1所述的微带线滤波器，其特征在于，所述第二微带线包括竖条段和横条段，所述竖条段的一端与所述第一微带线连接，所述竖条段的另一端穿过所述开口与所述横条段连接，所述横条段位于所述容置空间外。

3.根据权利要求2所述的微带线滤波器，其特征在于，所述竖条段包括第一段和第二段，所述第一段的一端与所述第一微带线连接，所述第一段的另一端与所述第二段的一端连接，所述第二段的另一端与所述横条段连接，在多个所述微带线滤波器单元的排布方向上，所述第一段的尺寸大于或小于所述第二段的尺寸。

4.根据权利要求2所述的微带线滤波器，其特征在于，所述第二微带线呈T形或L形。

5.根据权利要求1所述的微带线滤波器，其特征在于，所述第一微带线包括第一包围部及第二包围部，所述第一包围部与所述第二包围部连接形成所述容置空间，所述第一包围部呈U形，所述第二包围部设于所述开口处，且沿多个所述微带线滤波器单元的排布方向延伸。

6.根据权利要求5所述的微带线滤波器，其特征在于，所述第二包围部设有两个，所述开口位于两个所述第二包围部之间。

7.根据权利要求1所述的微带线滤波器，其特征在于，相邻两个所述微带线滤波器单元间隔设置。

8.根据权利要求1所述的微带线滤波器，其特征在于，每个所述微带线滤波器单元包括相对设置的第一端及第二端，所述开口位于所述第一端，在相邻的两个所述微带线滤波器单元中，所述第一端至所述第二端的方向相反。

9.根据权利要求1所述的微带线滤波器，其特征在于，还包括输入端及输出端，多个所述微带线滤波器单元均位于所述输入端与所述输出端之间。

10.根据权利要求1所述的微带线滤波器，其特征在于，所述输入端连接于与其最接近的所述微带线滤波器单元，所述输出端连接于与其最接近的所述微带线滤波器单元；或者

所述输入端与其最接近的所述微带线滤波器单元间隔设置，所述输出端与其最接近的所述微带线滤波器单元间隔设置。