CN113161702A - 一种采用环形微带贴片谐振器的滤波器 - Google Patents

Abstract

一种采用环形微带贴片谐振器的滤波器，属于无源微波器件技术领域，包括：PCB安装板、环形微带贴片、第一槽线、第二槽线、输入通道和输出通道，本装置仅在环形微带贴片上设置两个设定尺寸的槽线，实现对来自于未接入使用端的交流电信号的进行滤波；此外，跟传统的微带形式的其他微波构件器件相比，本发明的结构内部空间可以得到更好地利用与开发，这大大减少了器件外形的规格；本发明在输出端接口和输入端接口都做到了较好的隔离，实现将功率分配和滤波器两者合一；最后，本发明可通过在环形微带贴片增设设定尺寸的槽线，实现高阶滤波器的功能。

Description

一种采用环形微带贴片谐振器的滤波器

技术领域

本发明涉及无源微波器件技术领域，特别是一种采用环形微带贴片谐振器的滤波器。

背景技术

随着移动通信技术的飞速发展，多频段、多模式、功能可重构的射频前端已成为当前的研究热点。滤波器是射频前端的关键组成部分，但传统滤波器已不能满足复杂通信环境的要求。可切换多频带通滤波器可以选择性地滤除无用信号，更灵活地满足通信系统的复用需求，同时降低了滤波器的设计尺寸与成本，因此可切换滤波器的研究越来越受到重视。

目前主流的滤波器切换方式包括：通过打开或关闭PIN二极管来实现滤波器双通带或单通带的切换；通过失谐技术实现了三频带到双频带及单频带的切换；通过控制MEMS开关实现了7.81GHz，8.35GHz 两个频带的可切换。

综上所述，现有的滤波器存在制作复杂且触发条件苛刻的技术发展瓶颈。

发明内容

为了解决现有的滤波器存在制作复杂且触发条件苛刻的问题，本发明提供了一种采用环形微带贴片谐振器的滤波器。

一种采用环形微带贴片谐振器的滤波器，所述滤波器，包括：PCB 安装板、环形微带贴片、第一槽线、第二槽线、输入通道和输出通道；所述环形微带贴片贴装在所述PCB安装板上；所述输入通道设置在所述PCB安装板上，与所述环形微带贴片电导通；所述输出通道关于所述输入通道中心对称，设置在所述PCB安装板上，与所述环形微带贴片电导通；所述第一槽线与所述输入通道呈垂直角度设置在所述环形微带贴片上；所述第二槽线关于所述第一槽线中心对称，设置在所述环形微带贴片上。

优选的，所述第一槽线和所述第二槽线尺寸相同，长度为6.5mm、宽度为1.0mm。

优选的，所述环形微带贴片的中心圆孔直径为：4.5mm。

优选的，所述滤波器，还包括：接地柱；所述接地柱垂直设置在所述环形微带贴片的中心圆孔位置，将所述环形微带贴片接地。

优选的，所述环形微带贴片，还包括：第三槽线、第四槽线、第五槽线和第六槽线；所述第三槽线设置在所述第一槽线与所述输入通道之间，并与所述输入通道呈第一设定角度；所述第五槽线设置在所述第二槽线与所述输入通道之间，并与所述输入通道呈第二设定角度；所述输入通道与所述输出通道构成对称轴线，所述第四槽线与所述第三槽线关于所述对称轴线对称设置；所述第六槽线与所述第五槽线关于所述对称轴线对称设置。

优选的，所述第一设定角度为20°；所述第二设定角度为20°。

优选的，所述第一槽线与所述第二槽线的尺寸，长度为8.0mm，宽度为0.5mm；所述第三槽线与所述第四槽线等尺寸，为8.0mm宽度为0.5mm；所述第五槽线与所述第六槽线等尺寸，为8.0mm宽度为0.5mm。

优选的，所述输入通道为50欧姆的导电材质，并与所述环形微带贴片一体成型设置；所述输出通道为50欧姆的导电材质，并与所述环形微带贴片一体成型设置。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供的技术方案中包括：PCB安装板、环形微带贴片、第一槽线、第二槽线、输入通道和输出通道，本装置仅在环形微带贴片上设置两个设定尺寸的槽线，实现对来自于未接入使用端的交流电信号的进行滤波；此外，跟传统的微带形式的其他微波构件器件相比，本发明的结构内部空间可以得到更好地利用与开发，这大大减少了期间外形的规格；本发明在输出端接口和输入端接口都做到了较好的隔离，实现将功率分配和滤波器两者合一；最后，本发明可通过在环形微带贴片增设设定尺寸的槽线，实现高阶滤波器的功能。

附图说明

图1是本发明中二阶滤波器的结构示意图；

图2是本发明中二阶滤波器的滤波效果示意图；

图3是本发明中三阶滤波器的结构示意图；

图4是本发明中三阶滤波器的滤波效果示意图；

其中，1-PCB安装板；2-环形微带贴片；3-第一槽线；4-第二槽线；5-输入通道；6-输出通道；7-中心圆孔；8-接地柱；9-第三槽线； 10-第四槽线；11-第五槽线；12-第六槽线。

具体实施方式

实例例一：

本实例提供了一种采用环形微带贴片谐振器的二阶滤波器，二阶滤波器的结构示意图如图1所示，本实施例中的二阶滤波器包括上层电路和接地机制，本实施例中接地机制可以为下层金属接地板或接地柱8，所述上层电路层位于整个PCB安装板1的最上层，由下列部分组成：输入通道5和输出通道6位于上层电路层，构成中轴线；输入通道5用于与外部的测试装置连接，接入输入信号；输出端接口与外部的显示装置连接，用于输出滤波后的信号；环形微带贴片2位于PCB 板的中间位置；环形微带贴片2的第一槽线3和环形微带贴片2的第二槽线4位于环形微带贴片2内，一侧与环形微带贴片2相切连接，进行电导通，所述第一槽线3和所述第二槽线4关于中轴线对称设置；在本实施例中，第一槽线3的尺寸为6.5mm*1.0mm，第二槽线4的尺寸为6.5mm*1.0mm，接线柱8的半径与所述中心通孔7的直径为4.5mm，接线柱8贯穿所述中心通孔7。

本实施例中，输入接口为输入50欧姆微带线导带，输入50欧姆微带线导带。

本实施例中的二阶滤波器，将来自于输入端口的未处理电信号通过第一槽线3和第二槽线4进行滤波，将滤波后的电信号。通过输出通道6进行输出，如图2所示，其中，横坐标为时间轴(单位为：s)，纵坐标为频带(单位为：dB)图中虚线为插入损耗，实线为回波损耗；回波损耗曲线图在插入损耗达到波峰的时候被本实施例中的二阶滤波器进行滤波处理，出现两个波谷(如图2中2.50—5.00时间段内所表征的曲线关系)。

实施例二

基于实施例一提供的二阶滤波器，本实施例在二阶滤波器的基础上，通过增设设定数量的槽线，得到一种采用环形微带贴片谐振器的三阶滤波器，用于处理携带三种不同带宽信号的电信号，本实施例中的三阶滤波器与实施例一中的二阶滤波器处理不同类型的电信号，而非优于实施例一中的二阶滤波器。本实施例中三阶滤波器的结构示意图如图3所示，三阶滤波器的滤波效果示意图如图4所示，第三槽线 9设置在第一槽线3与输入通道之间，第四槽线10与第三槽线9关于中轴线对称，第三槽线9与中轴线成20度夹角。环形微带贴片2的第五槽线11位于第二槽线4与输入通道5之间，第六槽线12与第五槽线11关于中轴线对称，第五槽线11与中轴线成20度夹角。

输入接口为输入50欧姆微带线导带，输入50欧姆微带线导带，一端延伸至上层电路层的左侧边，另一端与环形微带贴片2相切。

所述第一输出端接口为输出50欧姆微带线导带，所述输出50欧姆微带线导带一端延伸并连接于外部的信号输入电路中，用于接收外部信号，另一端与环形微带贴片2相切，并电导通。

第一线槽3的尺寸为6.5mm*1.0mm，第二线槽4的尺寸为 6.5mm*1.0mm；所述第三槽线9与所述第四槽线10等尺寸，为8.0mm 宽度为0.5mm；所述第五槽线11与所述第六槽线12等尺寸，为8.0mm 宽度为0.5mm。

本发明在制造上是通过印刷电路板制造工艺对电路基板正面和背面的金属面进行加工腐蚀，从而形成了金属图案，本实施例结构简单，可以在PCB板上得以实现，便于集成加工。同时，本设计采用了环形微带贴片的结构，充分利用了电路空间，这大大减少了电路的占用体积，设计出具有良好隔离特性的三阶滤波器。

所采用的下层介质基板(在图3中标号1所示)为R04003C基质，相对介电常数为3.55，厚度为0.508mm，损耗角正切为0.0027。

本实例采用微带贴片谐振器的三阶滤波器是在电磁仿真软件 HFSS17.0中建模仿真的。图4是在本实例中采用微带贴片谐振器的三阶滤波器的通带特性和隔离特性的S参数仿真图，其中，横坐标为时间轴(单位为：s)，纵坐标为频带(单位为：dB)，如图所示，采用微带贴片谐振器的三阶滤波器的中心频率是3.4438GHz，3-dB带宽为2.0GHz，在通带内，插入损耗小于0.1127dB。

环形微带贴片上的具有环形贴片的自有的几种谐振模式，在其对应的谐振频率下，有规则的电场分布。对于所述采用的微带贴片谐振器的三阶滤波器，第一槽线和第二槽线影响TM11模式，定义三种(什么是TM)，槽线越长TM11模式频率越低。第一槽线和第二槽线、第三槽线和第四槽线都可以影响TM31模式，槽线越长TM31频率越低， TM21模式保持不变。

本发明提供了方法，具体实现该技术档案的方法及其途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，值得指出，对于该技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干个改进和润饰，这些改进和润色也视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (8)

1.一种采用环形微带贴片谐振器的滤波器，其特征在于，所述滤波器，包括：PCB安装板(1)、环形微带贴片(2)、第一槽线(3)、第二槽线(4)、输入通道(5)和输出通道(6)；

所述环形微带贴片(2)贴装在所述PCB安装板(1)上；

所述输入通道(5)设置在所述PCB安装板(1)上，与所述环形微带贴片(2)电导通；所述输出通道(6)关于所述输入通道(5)中心对称，设置在所述PCB安装板(1)上，与所述环形微带贴片(2)电导通；

所述第一槽线(3)与所述输入通道(5)呈垂直角度设置在所述环形微带贴片(2)上；所述第二槽线(4)关于所述第一槽线(3)中心对称，设置在所述环形微带贴片(2)上。

2.如权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述第一槽线(3)和所述第二槽线(4)尺寸相同，长度为6.5mm、宽度为1.0mm。

3.如权利要求2所述的滤波器，其特征在于，所述环形微带贴片的中心圆孔(7)直径为：4.5mm。

4.如权利要求3所述的滤波器，其特征在于，所述滤波器，还包括：接地柱(8)；

所述接地柱(8)垂直设置在所述环形微带贴片(2)的中心圆孔(7)位置，将所述环形微带贴片(2)接地。

5.如权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述环形微带贴片(2)，还包括：第三槽线(9)、第四槽线(10)、第五槽线(11)和第六槽线(12)；

所述第三槽线(9)设置在所述第一槽线(3)与所述输入通道(5)之间，并与所述输入通道(5)呈第一设定角度；所述第五槽线(11)设置在所述第二槽线(4)与所述输入通道(5)之间，并与所述输入通道(5)呈第二设定角度；

所述输入通道(5)与所述输出通道(6)构成对称轴线，所述第四槽线(10)与所述第三槽线(9)关于所述对称轴线对称设置；

所述第六槽线(12)与所述第五槽线(11)关于所述对称轴线对称设置。

6.如权利要求5所述的滤波器，其特征在于，所述第一设定角度为20°；

所述第二设定角度为20°。

7.如权利要求5所述的滤波器，其特征在于，

所述第一槽线(3)与所述第二槽线(4)的尺寸，长度为8.0mm，宽度为0.5mm；

所述第三槽线(9)与所述第四槽线(10)等尺寸，为8.0mm宽度为0.5mm；

所述第五槽线(11)与所述第六槽线(12)等尺寸，为8.0mm宽度为0.5mm。

8.如权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述输入通道(5)为50欧姆的导电材质，并与所述环形微带贴片(2)一体成型设置；

所述输出通道(6)为50欧姆的导电材质，并与所述环形微带贴片(2)一体成型设置。

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