CN113540714B

CN113540714B - 横向信号干扰的宽带滤波器

Info

Publication number: CN113540714B
Application number: CN202110730539.2A
Authority: CN
Inventors: 熊阳
Original assignee: Southwest Electronic Technology Institute No 10 Institute of Cetc
Current assignee: Southwest Electronic Technology Institute No 10 Institute of Cetc
Priority date: 2021-06-30
Filing date: 2021-06-30
Publication date: 2022-06-14
Anticipated expiration: 2041-06-30
Also published as: CN113540714A

Abstract

本发明公开的一种横向信号干扰的宽带滤波器，插损低，高选择性，驻波优良。本发明通过以下技术方案实现：“[”形微带线端接第一开路枝节线，与其平行且位于其下的第二开路枝节线端接“]”形微带线，“[”形微带线垂直连接第一短路Γ形枝节线和输入◢形渐变端口馈线，“]”形微带线垂直连接第二短路反Γ形枝节线和输出◣形渐变端口馈线，同时与“[”形微带线和“]”形微带线端接的微带线，并贴合微带线左、右两端反∠形开路枝节线和∠形开路枝节线；基于横向信号干扰理论，在输入◢形渐变馈线与输出◣形渐变馈线之间引入两条传输路径，输入信号在到达同一输出端口时会产生相位差，从而产生传输零点。

Description

横向信号干扰的宽带滤波器

技术领域

本发明涉及一种应用于无线通信技术领域的微波器件，更确切地说，涉及一种横向信号干扰宽带滤波器。

背景技术

现代通信技术的迅猛发展，迫切需要通信系统朝着宽带，大容量，高速率方向发展。同时，微波通信系统“高性能、高集成化”的发展趋势，对滤波器“高频率选择、高带外抑制、小型化”提出了更高的要求。一方面，无线通信系统业务的持续增长需要高选择性的滤波器，以便从日益拥挤的频段中选出所需信号；另一方面，人们对大数据的迫切需求使得滤波器不断地朝着宽带及超宽带方向发展。在射频前端电路设计中，电路设计者越来越重视器件的小型化和宽带化设计。人们对滤波器小型化、宽带化的不懈追求，推动着微波滤波器不断朝着更高性能发展。如何以最简化的电路形式实现电路小型化是一个设计难点。微波平面滤波器作为抑制带外干扰信号和噪声电平的关键器件，其带外抑制性能是一个重要的技术指标，而现有的滤波器的带外抑制性能较差，降低了通信系统对于杂散信号的抑制能力，恶化了通信系统的整体性能。因此，迫切需要发明一种具有紧凑尺寸的宽阻带抑制宽带滤波器。对于耦合形式的微带滤波器而言，受限于滤波器的加工能力，相对带宽超过50％的宽带滤波器较难实现。为了实现宽带化设计，很多滤波器采用多模谐振器加强耦合的形式。然而，强耦合所需的极窄耦合间隙依然会给滤波器加工带来巨大的挑战。并且，在多模谐振器中不可避免的存在模式之间相互关联，造成谐波抑制比较困难，或者出现马刺形的带外突起。现有技术存在的不足之处是滤波器的通带选择性低，阻带抑制差；插入损耗大。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足之处，提供一种结构紧凑，宽频带，高频率选择性，高杂波抑制，宽阻带抑制，低插损，驻波优良的横向信号干扰宽带滤波器，以解决现有技术中的宽带滤波器的通带选择性低，插入损耗大以及带外抑制性能较差的技术问题。

本发明的上述目的可以通过以下技术方案予以实现：本发明提供了一种横向信号干扰的宽带滤波器，包括：介质基板，敷铜接地板以及蚀刻在介质基板上表面的微带电路，其特征在于：所述微带电路包括，输入◢形渐变端口馈线1垂直连接开口方向朝右侧的“[”形微带线2，“[”形微带线2上侧末端接的第一开路枝节线3，与第一开路枝节线3平行且位于其下侧的第二开路枝节线4，第二开路枝节线4右侧端接开口方向朝左侧的“]”形微带线5；“[”形微带线2下侧末端垂直连接的第一短路Γ形枝节线6和输入◢形渐变端口馈线 1，“]”形微带线5下侧末端垂直连接第二短路反Γ形枝节线10和输出◣形渐变端口馈线11，同时与“[”形微带线2和“]”形微带线5端接的微带线8，并贴合微带线8左、右两端反∠形开路枝节线7和∠形开路枝节线9；基于横向信号干扰理论，在馈线端口◢形渐变输入端1与馈线端口◣形渐变输出端11端口引入两条传输路径Path 1和Path 2，某一频率的输入信号经过两条不同路径传输后，在到达同一输出端口时产生相位差，当相位差满足(2n+1) π(其中，n＝0，1，2，…)，两路传输信号反相相消，从而产生零点。

高频率选择性。本发明的宽阻带滤波器在通带两侧存在6个传输零点，分别位于2.49GHz，6.25GHz，7.69GHz，10.15GHz，11.54GHz和16.35GHz；增加了滤波器的边带陡峭度，从而提高了滤波器的选择性。

低插损，低驻波比。本发明采用敷铜接地板以及蚀刻在介质基板上表面的微带电路滤波器具有结构简单和宽频带特性，且通带内的驻波比小于1.34；仿真结果显示，宽带滤波器的中心频率位于4.33GHz，3-dB相对带宽分别为74.8％，带内回波损耗优于16.9dB，最小插入损耗仅为0.17dB，滤波器20dB带外抑制可以延伸到12.26GHz。

附图说明

图1是本发明的横向信号干扰宽带滤波器；

图2是本发明的横向信号干扰宽带滤波器|S₂₁|和|S₁₁|仿真曲线。

图中：1.输入◢形渐变端口馈线，2.“[”形微带线，3.第一开路枝节线，4.第二开路枝节线，5.“]”形微带线，6.第一短路Γ形枝节线，7.反∠形开路枝节线，8.微带连接线，9.∠形开路枝节线，10.第二短路反Γ枝节线，11.输出◣形渐变端口馈线。

下面结合附图1和附图2对本发明做进一步说明。

具体实施方式

参阅图1。在以下描述的优选实施例中，一种横向信号干扰的宽带滤波器，包括：介质基板，敷铜接地板以及蚀刻在介质基板上表面的微带电路。所述微带电路包括，输入◢形渐变端口馈线1垂直连接开口方向朝右侧的“[”形微带线2，“[”形微带线2上侧末端接的第一开路枝节线3，与第一开路枝节线3平行且位于其下侧的第二开路枝节线4，第二开路枝节线4右侧端接开口方向朝左侧的“]”形微带线5；“[”形微带线2下侧末端垂直连接的第一短路Γ形枝节线6和输入◢形渐变端口馈线1，“]”形微带线5下侧末端垂直连接第二短路反Γ形枝节线10和输出◣形渐变端口馈线11，同时与“[”形微带线2和“]”形微带线5端接的微带线8，并贴合微带线8左、右两端反∠形开路枝节线7和∠形开路枝节线9；基于横向信号干扰理论，在馈线端口◢形渐变输入端1与馈线端口◣形渐变输出端11端口引入两条传输路径Path1和Path2，某一频率的输入信号经过两条不同路径传输后，在到达同一输出端口时产生相位差，当相位差满足(2n+1)π(其中，n＝0，1，2，…)，两路传输信号反相相消，从而产生零点。

进一步地，所述介质基板材料为Rogers RT/duroid 5880，相对介电常数为2.2，基板厚度为0.508mm，损耗角正切值为0.0009。

进一步地，所述输入◢形渐变端口馈线和输出◣形渐变端口馈线的阻抗特性为50Ω。

进一步地，Γ形短路枝节线6和反Γ形短路枝节线10终端为金属化过孔，并分别通过“[”形微带线2、“]”形微带线5的直角结合点与微带传输线8相连。

进一步地，“[”形微带线2、第一开路枝节线3、第二开路枝节线4和“]”形微带线 5构成横向信号干扰电路的第一条传输路径Path 1，且第一开路枝节线3和第二开路枝节线4构成一对平行耦合线。

进一步地，所述第一短路Γ形枝节线6、反∠形开路枝节线7、微带连接线8、∠形开路枝节线9和第二短路反“Γ”形枝节线10构成横向信号干扰电路的第二条传输路径 Path2。

进一步地，第一短路Γ形枝节线6，第二短路反Γ枝节线10为相向镜像对称结构，反∠形开路枝节线7和∠形开路枝节线9反向镜像对称结构。

图2给出了横向信号干扰的宽带滤波器S参数仿真曲线，仿真结果显示，宽带滤波器的中心频率位于4.33GHz，3-dB相对带宽分别为74.8％，带内回波损耗优于16.9dB，最小插入损耗仅为0.17dB，滤波器20dB带外抑制可以延伸到12.26GHz。

以上，是本发明的一种优选实施方式，但本发明的保护范围并不受限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明创新构思的前提下所作的等效结构变化或替换，均在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种横向信号干扰的宽带滤波器，包括：介质基板，敷铜接地板以及蚀刻在介质基板上表面的微带电路，其特征在于：所述微带电路从上到下包括位于输入三角形渐变端口馈线（1）和输出三角形渐变端口馈线（11）上部的第一开路枝节线（3）和第二开路枝节线（4），开口方向朝右侧的“[”形微带线（2），开口方向朝左侧的“]”形微带线（5），第一短路“Γ”形枝节线（6），第二短路反“Γ”形枝节线（10），微带线（8），位于输入输出端口馈线下部的反“∠”形开路枝节线（7）和“∠”形开路枝节线（9），且“[”形微带线（2）的上侧末端连接第一开路枝节线（3），下侧末端与输入三角形渐变端口馈线（1）连接，“]”形微带线（5）的上侧末端连接第二开路枝节线（4），下侧末端与输出三角形渐变端口馈线（11）相连，微带线（8）左侧与输入三角形渐变端口馈线（1）连接，微带线（8）右侧与输出三角形渐变端口馈线（11）连接，第一短路“Γ”形枝节线（6）与输入三角形渐变端口馈线（1）连接，第二短路反“Γ”形枝节线（10）与输出三角形渐变端口馈线（11）连接，反“∠”形开路枝节线（7）与输入三角形渐变端口馈线（1）连接，“∠”形开路枝节线（9）与输出三角形渐变端口馈线（11）连接，且第一短路“Γ”形枝节线（6）和第二短路反“Γ”形枝节线（10）互为镜像对称结构，反“∠”形开路枝节线（7）和“∠”形开路枝节线（9）互为镜像对称结构；基于横向信号干扰理论，在输入三角形渐变端口馈线（1）和输出三角形渐变端口馈线（11）引入两条传输路径，某一频率的输入信号经过两条不同路径传输后，在到达同一输出端口时产生相位差，当相位差满足(2n+1)π（其中，n = 0，1，2，…），两路传输信号反相相消，从而产生零点。

2.根据权利要求1所述的横向信号干扰的宽带滤波器，其特征在于：所述介质基板材料为Rogers RT/duroid 5880，相对介电常数为2.2，基板厚度为0.508 mm，损耗角正切值为0.0009。

3.根据权利要求1所述的横向信号干扰的宽带滤波器，其特征在于：所述输入三角形渐变端口馈线和输出三角形渐变端口馈线的阻抗特性为50 Ω。

4.根据权利要求1所述的横向信号干扰的宽带滤波器，其特征在于：第一短路“Γ”形枝节线（6）和第二短路反“Γ”形枝节线（10）终端为金属化过孔。

5.根据权利要求1所述的横向信号干扰的宽带滤波器，其特征在于：第一开路枝节线（3）和第二开路枝节线（4）构成一对平行耦合线，且物理尺寸相同。