CN114639930B - 一种高通带隔离的双通带滤波器 - Google Patents
一种高通带隔离的双通带滤波器 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种高通带隔离的双通带滤波器,属于微波器件技术领域,包括输入微带线、输出微带线和滤波电路,滤波电路包括相互耦合连接的第一折叠L形阶梯阻抗谐振器、第二折叠L形阶梯阻抗谐振器,且第一折叠L形阶梯阻抗谐振器与输入微带线连接,第二折叠L形阶梯阻抗谐振器与输出微带线连接;还包括第一接地枝节线和第二接地枝节线,且第一接地枝节线与输入微带线连接,第二接地枝节线与输出微带线连接;还包括U形谐振器及其内侧两端加载的第一折叠倒钩形谐振器和第二折叠倒钩形谐振器,U形谐振器与输入微带线、输出微带线连接。本发明的优势在于同时满足小尺寸、低插损、通带可控、结构简单和高通带隔离度等优点。
Description
技术领域
本发明涉及微波器件技术领域,更为具体的,涉及一种高通带隔离的双通带滤波器。
背景技术
随着通信技术的持续演进,射频接收前端需要兼容不同的通信制式和提供更丰富的业务才能满足人们日趋增长的数字化应用的需求。对于5G通信系统,滤波器除了需要具备多频段处理能力之外,还需要进一步满足小型化,低损耗和高通带隔离能力的要求。因此,高性能多通带滤波器越来越受到人们的重视。
在传统的双通带滤波器设计中,阶梯阻抗谐振器(SIR)的双通带滤波器利用阻抗比可以实现对寄生的谐波通带进行一定范围的调控;然而,SIR双通带滤波器无法实现通带独立可控。除此之外,多模谐振器(MMR)凭借结构简单,模式丰富的优点被广泛应用于多通带滤波器设计中;然而,MMR滤波器的谐振模式通常是相互关联和制约的,因此很难实现通带的完全独立可控。尽管并联滤波器设计方法可以很容易的解决通带独立可控的问题,但是,其较大的电路尺寸与小型化的设计要求相背离。
因此,对于电路设计者而言,设计出能同时满足尺寸紧凑,高通带隔离,通带独立可控,低插损等性能要求的多通带滤波器依然是一个巨大的挑战。现有的双通带滤波器设计存在的缺陷和不足之处在于很难同时满足尺寸紧凑,高通带隔离度,通带独立可控以及低插损的设计要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种高通带隔离的双通带滤波器,该双通带滤波器的优势在于同时满足小尺寸、低插损、通带可控、结构简单和高通带隔离度等优点。
本发明的目的是通过以下方案实现的:
一种高通带隔离的双通带滤波器,包括介质基板、接地板以及在介质基板上的微带电路,所述微带电路包括输入微带线、输出微带线和滤波电路,所述滤波电路包括相互耦合连接的第一折叠L形阶梯阻抗谐振器、第二折叠L形阶梯阻抗谐振器,且第一折叠L形阶梯阻抗谐振器与输入微带线连接,第二折叠L形阶梯阻抗谐振器与输出微带线连接;所述滤波电路还包括第一接地枝节线和第二接地枝节线,且第一接地枝节线与输入微带线连接,第二接地枝节线与输出微带线连接;所述滤波电路还包括U形谐振器及其内侧两端加载的第一折叠倒钩形谐振器和第二折叠倒钩形谐振器,所述U形谐振器的第一端与输入微带线连接,所述U形谐振器的第二端与输出微带线连接。
进一步地,所述第一折叠L形阶梯阻抗谐振器位于第二折叠L形阶梯阻抗谐振器的上方。
进一步地,所述第一接地枝节线和第二接地枝节线的物理尺寸相同。
进一步地,所述第一折叠倒钩形谐振器和第二折叠倒钩形谐振器为镜像对称结构。
进一步地,所述第一折叠L形阶梯阻抗谐振器、第二折叠L形阶梯阻抗谐振器设置在滤波电路的上侧,且第一折叠L形阶梯阻抗谐振器相对于第二折叠L形阶梯阻抗谐振器设置在左侧;所述第一接地枝节线和第二接地枝节线设置在滤波电路的中间,且第一接地枝节线相对于第二接地枝节线设置在左侧;所述U形谐振器及其内侧两端加载的第一折叠倒钩形谐振器和第二折叠倒钩形谐振器设置在滤波电路的下侧,且第一折叠倒钩形谐振器相对于第二折叠倒钩形谐振器设置在左侧。
进一步地,所述输入微带线、输出微带线的阻抗值均为50欧姆。
进一步地,所述第一折叠L形阶梯阻抗谐振器和第二折叠L形阶梯阻抗谐振器以平行耦合线的形式实现互相耦合。
进一步地,所述第一折叠L形阶梯阻抗谐振器和第二折叠L形阶梯阻抗谐振器通过低阻传输线实现互相耦合。
进一步地,所述第一折叠L形阶梯阻抗谐振器和第二折叠L形阶梯阻抗谐振器的物理尺寸相同。
本发明的有益效果是:
(1)本发明实施例提供的双通带滤波器的带外产生了多个传输零点,可以提高滤波器的带外杂散抑制能力。
(2)本发明实施例提供的滤波器的尺寸相当紧凑,仅为0.015λg 2(不含馈线),这里,λg为第一通带中心频率下的50欧姆微带线在0.508mm厚的Rogers 5880基片上的导波波长。
(3)本发明实施例提供的双通带滤波器的两个通带可独立调控:当同时增大第一阶梯阻抗谐振器2和第二阶梯阻抗谐振器3的物理长度时,第一通带的中心频率往低频偏移,而第二通带几乎保持不变,反之亦然;当同时增大第一倒钩形谐振器7和第二倒钩形谐振器8的物理长度时,第二通带中心频率往低频偏移,而第一通带几乎保持不变,反之亦然。
(4)本发明实施例提供的双通带滤波器具有较低的插入损耗,两个通带的插入损耗分别为0.83dB和0.87dB。
(5)本发明实施例提供的双通带滤波器具有较高的通带隔离度,通带间的隔离度高达38dB以上。
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性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的高通带隔离的双通带滤波器的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的高通带隔离的双通带滤波器的S参数仿真曲线;
图中,1-输入微带线,2-第一折叠L形阶梯阻抗谐振器,3-第二折叠L形阶梯阻抗谐振器,4-第一接地枝节线,5-第二接地枝节线,6-U形谐振器,7-第一折叠倒钩形谐振器,8-第二折叠倒钩形谐振器,9-输出微带线。
具体实施方式
本说明书中所有实施例公开的所有特征,或隐含公开的所有方法或过程中的步骤,除了互相排斥的特征和/或步骤以外,均可以以任何方式组合和/或扩展、替换。
若本发明中出现使用“第一”、“第二”等术语来描述各种元件,但是这些元件不应当由这些术语所限制。这些术语仅用来区分一个元件和另一个元件。因此,下文所讨论的“第一”元件也可以被称为“第二”元件而不偏离本发明的教导。
当在本说明书中使用术语“包括”和/或“包括有”时,这些术语指明了所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但是也不排除一个以上其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其群组的存在和/或附加。
在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”均是广义含义,本领域技术人员应作广义理解。例如,可以是固定连接,也可以是活动连接,或整体地连接,或局部地连接,可以是机械连接,也可以是电性连接,可以是直接相连,也可以是通过中间媒介间接连接,还可以是两个元件内部的连通等,对于本领域的技术人员来说,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义,即,文字语言的表达与实际技术的实施可以灵活对应,本发明的说明书的文字语言(包括附图)的表达不构成对权利要求的任何单一的限制性解释。
下面根据附图1~图2,对本发明的技术构思、工作原理、功效和工作过程作进一步详细说明。
如图1所示,本发明实施例提供的一种高通带隔离的双通带滤波器,包括介质基板,敷铜接地板以及介质基板上方蚀刻的微带电路图形。微带电路图形包括输入微带线1、输出微带线9和滤波电路;其中,输入、输出微带线的阻抗值均为50欧姆。滤波电路的上侧由两个相互耦合的折叠L形阶梯阻抗谐振器构成,且谐振器通过低阻传输线耦合。其中,左侧第一折叠L形阶梯阻抗谐振器2与输入微带线1相连,右侧第二折叠L形阶梯阻抗谐振器3与输出微带线9(即50欧姆输出馈线)相连。滤波电路的中间部分为两个接地的枝节线构成,其中左侧第一接地枝节线4连接输入微带线1(即50欧姆输入馈线),右侧第二接地枝节线5连接输出微带线9(即50欧姆输出馈线)。滤波电路的下侧由U形谐振器6及其内侧两端加载的第一折叠倒钩形谐振器7和第二折叠倒钩形谐振器8组成,其中U形谐振器6的左右两端分别连接50欧姆输入馈线和50欧姆输出馈线。
在实际应用中,第一折叠L形阶梯阻抗谐振器2位于第二折叠L形阶梯阻抗谐振器3的上方,以平行耦合线的形式实现谐振器的互相耦合,且两个谐振器的物理尺寸完全相同。
在实际应用中,第一接地枝节线4和第二接地枝节线5的物理尺寸完全相同。
在实际应用中,第一折叠倒钩形谐振器7和第二折叠倒钩形谐振器8为镜像对称结构。
图2给出了高通带隔离的双通带滤波器S参数仿真曲线,可以看到,该双通带滤波器的中心频率分别位于2.525GHz和3.9GHz,3-dB相对带宽分别为20.2%和7.7%,最小插入损耗分别为0.83dB和0.87dB,滤波器的通带隔离高达38dB以上,滤波器具有4个传输零点,分别位于3.21GHz,3.35GHz,4.28GHz,6.83GHz,极大的提高了滤波器的带外杂散抑制能力。
实施例1:一种高通带隔离的双通带滤波器,包括介质基板、接地板以及在介质基板上的微带电路,所述微带电路包括输入微带线1、输出微带线9和滤波电路,所述滤波电路包括相互耦合连接的第一折叠L形阶梯阻抗谐振器2、第二折叠L形阶梯阻抗谐振器3,且第一折叠L形阶梯阻抗谐振器2与输入微带线1连接,第二折叠L形阶梯阻抗谐振器3与输出微带线9连接;所述滤波电路还包括第一接地枝节线4和第二接地枝节线5,且第一接地枝节线4与输入微带线1连接,第二接地枝节线5与输出微带线9连接;所述滤波电路还包括U形谐振器6及其内侧两端加载的第一折叠倒钩形谐振器7和第二折叠倒钩形谐振器8,所述U形谐振器6的第一端与输入微带线1连接,所述U形谐振器6的第二端与输出微带线9连接。
实施例2:在实施例1的基础上,所述第一折叠L形阶梯阻抗谐振器2位于第二折叠L形阶梯阻抗谐振器3的上方。
实施例3:在实施例1的基础上,所述第一接地枝节线4和第二接地枝节线5的物理尺寸相同。
实施例4:在实施例1的基础上,所述第一折叠倒钩形谐振器7和第二折叠倒钩形谐振器8为镜像对称结构。
实施例5:在实施例1的基础上,所述第一折叠L形阶梯阻抗谐振器2、第二折叠L形阶梯阻抗谐振器3设置在滤波电路的上侧,且第一折叠L形阶梯阻抗谐振器2相对于第二折叠L形阶梯阻抗谐振器3设置在左侧;所述第一接地枝节线4和第二接地枝节线5设置在滤波电路的中间,且第一接地枝节线4相对于第二接地枝节线5设置在左侧;所述U形谐振器6及其内侧两端加载的第一折叠倒钩形谐振器7和第二折叠倒钩形谐振器8设置在滤波电路的下侧,且第一折叠倒钩形谐振器7相对于第二折叠倒钩形谐振器8设置在左侧。
实施例6:在实施例1的基础上,所述输入微带线1、输出微带线9的阻抗值均为50欧姆。
实施例7:在实施例2的基础上,所述第一折叠L形阶梯阻抗谐振器2和第二折叠L形阶梯阻抗谐振器3以平行耦合线的形式实现互相耦合。
实施例8:在实施例2的基础上,所述第一折叠L形阶梯阻抗谐振器2和第二折叠L形阶梯阻抗谐振器3通过低阻传输线实现互相耦合。
实施例9:在实施例2的基础上,所述第一折叠L形阶梯阻抗谐振器2和第二折叠L形阶梯阻抗谐振器3的物理尺寸相同。
在本发明中出现的各种术语仅仅用于描述具体的实施方式的目的而无意作为对本发明的限定,除非上下文另外清楚地指出,否则单数形式意图也包括复数形式。
本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围,则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。在以上描述中,为了提供对本发明的透彻理解,阐述了大量特定细节。然而,对于本领域普通技术人员显而易见的是:不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实例中,为了避免混淆本发明,未具体描述公知的技术,例如具体的技术细节,工作条件和其他的技术条件等。
Claims (5)
1.一种高通带隔离的双通带滤波器,包括介质基板、接地板以及在介质基板上的微带电路,其特征在于,所述微带电路包括输入微带线(1)、输出微带线(9)和滤波电路,所述滤波电路包括相互耦合连接的第一折叠L形阶梯阻抗谐振器(2)、第二折叠L形阶梯阻抗谐振器(3),所述第一折叠L形阶梯阻抗谐振器(2)位于第二折叠L形阶梯阻抗谐振器(3)的上方,所述第一折叠L形阶梯阻抗谐振器(2)和第二折叠L形阶梯阻抗谐振器(3)通过低阻传输线实现互相耦合,所述第一折叠L形阶梯阻抗谐振器(2)和第二折叠L形阶梯阻抗谐振器(3)的物理尺寸相同,所述第一折叠L形阶梯阻抗谐振器(2)和第二折叠L形阶梯阻抗谐振器(3)以平行耦合线的形式实现互相耦合,且第一折叠L形阶梯阻抗谐振器(2)与输入微带线(1)连接,第二折叠L形阶梯阻抗谐振器(3)与输出微带线(9)连接;所述滤波电路还包括第一接地枝节线(4)和第二接地枝节线(5),且第一接地枝节线(4)与输入微带线(1)连接,第二接地枝节线(5)与输出微带线(9)连接;所述滤波电路还包括U形谐振器(6)及其内侧两端加载的第一折叠倒钩形谐振器(7)和第二折叠倒钩形谐振器(8),所述U形谐振器(6)的第一端与输入微带线(1)连接,所述U形谐振器(6)的第二端与输出微带线(9)连接。
2.根据权利要求1所述的高通带隔离的双通带滤波器,其特征在于,所述第一接地枝节线(4)和第二接地枝节线(5)的物理尺寸相同。
3.根据权利要求1所述的高通带隔离的双通带滤波器,其特征在于,所述第一折叠倒钩形谐振器(7)和第二折叠倒钩形谐振器(8)为镜像对称结构。
4.根据权利要求1所述的高通带隔离的双通带滤波器,其特征在于,所述第一折叠L形阶梯阻抗谐振器(2)、第二折叠L形阶梯阻抗谐振器(3)设置在滤波电路的上侧,且第一折叠L形阶梯阻抗谐振器(2)相对于第二折叠L形阶梯阻抗谐振器(3)设置在左侧;
所述第一接地枝节线(4)和第二接地枝节线(5)设置在滤波电路的中间,且第一接地枝节线(4)相对于第二接地枝节线(5)设置在左侧;
所述U形谐振器(6)及其内侧两端加载的第一折叠倒钩形谐振器(7)和第二折叠倒钩形谐振器(8)设置在滤波电路的下侧,且第一折叠倒钩形谐振器(7)相对于第二折叠倒钩形谐振器(8)设置在左侧。
5.根据权利要求1所述的高通带隔离的双通带滤波器,其特征在于,所述输入微带线(1)、输出微带线(9)的阻抗值均为50欧姆。
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