CN115084807B - 混合型悬置线宽带滤波器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及混合型悬置线宽带滤波器，包括金属腔和悬置在金属腔内的介质板，介质板设置有和金属腔连接的接地金属带，介质板上设置有以覆铜形式分布的若干二分之一波长谐振器和若干四分之一波长谐振器，且二分之一波长谐振器和四分之一波长谐振器分别分布在介质板的两面，二分之一波长谐振器和四分之一波长谐振器在介质板的两面交错耦合，以实现能量在介质板两面的二分之一波长谐振器和四分之一波长谐振器之间交叉耦合传递；二分之一波长谐振器所在的介质板板面上设有输入端口和输出端口，各个四分之一波长谐振器均与接地金属带连接。本发明采用不同类型的谐振器交错混合使用，增加了耦合带宽，可以有效避免腔间串扰，有利于滤波器的优化。
Description
技术领域
本发明属于滤波器技术领域，具体涉及一种混合型悬置线宽带滤波器。
背景技术
近些年，随着移动通信事业、微波领域的飞速发展，特别是5G时代的来临，对微波滤波器/双工器的需求量也随之增大。随着通信系统的快速发展和电磁环境的日益复杂，人们对此类无源器件的性能指标提出了更高、更为苛刻的要求。5G逐渐在多个领域应用，对微波滤波器指标需求也种类繁多。目前的微波滤波器/双工器通常采用同轴单模腔体滤波器。但随着通信系统应用的领域不同，指标需求也会有所不同。在某些领域，需要滤波器的通带带宽更宽，插入损耗要求更小，体积要求更小，带外抑制要求更高等电气性能。
悬置线滤波器有着通带带宽宽，体积小，插损小，成本低等优点。悬置带线是一种优越的传输线系统，可以用来实现各种形式的滤波器，相比于微带线和共面波导，悬置带线在金属层有着更小的电流密度，在介质层具有更小的电场强度，有效地减小了损耗。
现有悬置线滤波器技术方案特点：现有悬置线滤波器方案大多只采用半波长谐振器，这样设计的滤波器带宽较窄，如果应用于超宽带的情况，那么使用的阶数多，会导致体积大，插损较大。也有部分悬置线滤波器采用四分之一波长谐振器，这样的设计腔间耦合受限，通常会伴有腔间的串扰，优化难度较大；另外，双层悬置线滤波器会出现腔间串扰大的情况，难以优化。
发明内容
本发明的目的是提供一种混合型悬置线宽带滤波器，采用不同类型的谐振器交错混合使用，增加了耦合带宽，实现了超宽带带通滤波器的设计，可以有效避免腔间串扰，有利于滤波器的优化。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：混合型悬置线宽带滤波器，包括金属腔和悬置在金属腔内的介质板，介质板设置有和金属腔连接的接地金属带，所述介质板上设置有以覆铜形式分布的若干二分之一波长谐振器和若干四分之一波长谐振器，且二分之一波长谐振器和四分之一波长谐振器分别分布在介质板的两面，二分之一波长谐振器和四分之一波长谐振器在介质板的两面交错耦合，以实现能量在介质板两面的二分之一波长谐振器和四分之一波长谐振器之间交叉耦合传递；二分之一波长谐振器所在的介质板板面上设有输入端口和输出端口，各个四分之一波长谐振器均与所述接地金属带连接。
所述二分之一波长谐振器包括三条微带，其中两条微带平行间隔设置，并与另一条微带的两端连接，两条平行微带的宽度大于另一条微带的宽度。
所述四分之一波长谐振器包括两条微带，一条为U形微带，另一条为直线形微带，直线形微带的两端分别连接U形微带的弯折部和所述接地金属带。
两个相邻四分之一波长谐振器之间留有间距，间距的宽度小于介质板另一面与该间距位置对应处设置的二分之一谐振器的宽度，以形成二分之一波长谐振器和四分之一波长谐振器在介质板两面的交错耦合。
所述二分之一波长谐振器的设置数量比所述四分之一波长谐振器的数量少一个。
所述二分之一波长谐振器设置为3个，所述四分之一波长谐振器设置为4个。
二分之一波长谐振器的长度大于四分之一波长谐振器的长度。
所述介质板为PCB板、陶瓷板或塑料板。
本发明的有益效果是：1、本发明采用金属腔内悬置介质板进行悬置线滤波器设计，有加工成本低，体积小，温度性能稳定等优点。
2、本发明采用二分之一波长谐振器和四分之一波长谐振器混合使用，通过二分之一波长谐振器长度稍长，使得四分之一波长谐振器的腔间耦合电场与谐振电场相距较远，这样的设计有效的避免了腔间串扰，进而克服优化难度大的缺点。
3、通常情况下，滤波器设计时采用同一种谐振器来完成电路，如二分之一波长谐振器和二分之一波长谐振器进行耦合，四分之一波长谐振器和四分之一波长谐振器进行耦合；本发明采用二分之一波长谐振器和四分之一波长谐振器在PCB板上下交错耦合的形式，很大程度上增加了耦合带宽，实现了超宽带带通滤波器的设计，提高了滤波器的电气性能。
附图说明
图1为本发明中介质板的正面示意图；
图2为本发明中介质板的反面示意图；
图3为本发明所述滤波器的S参数仿真图；
图中标记：1、PCB板，2、输入端口，3、输入端馈线，4、二分之一波长谐振器，5、输出端馈线，6、输出端口，7、第一微带，8、第二微带，9、第三微带，10、接地金属带，11、四分之一波长谐振器，12、第四微带，13、第五微带，14、左分支微带，15、右分支微带。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不作为对发明做任何限制的依据。
一种混合型悬置线宽带滤波器，包括金属腔和悬置在金属腔内的介质板，本发明主要涉及对介质板的改进，金属腔采用本领域常规结构即可，介质板支撑在金属腔内，介质板设置有和金属腔连接的接地金属带，介质板可以采用PCB板、陶瓷板或塑料板，本发明采用PCB板。
所述的PCB板1的正面设置二分之一波长谐振器4，反面设置四分之一波长谐振器11，且谐振器均以覆铜形式形成于PCB板1的板面上。在数量上，所述二分之一波长4谐振器的设置数量比所述四分之一波长谐振器11的数量少一个，本实施例中所述二分之一波长谐振器4设置为3个，所述四分之一波长谐振器11设置为4个。
所述二分之一波长谐振器4包括三条微带，其中两条微带平行间隔设置，并与另一条微带的两端连接，两条平行微带的宽度大于另一条微带的宽度。3个二分之一波长谐振器4沿PCB板1长度间隔排布成一个谐振器阵列，该谐振器阵列两端的两个二分之一波长谐振器4的外侧分别设置有输入端口2和输出端口6，输入端口2的输入端馈线3和PCB板1反面对应位置处的四分之一波长谐振器11耦合，输出端口6的输出端馈线5和PCB板1反面对应位置处的四分之一波长谐振器11耦合，实现电磁波信号的输入和输出。
所述四分之一波长谐振器11包括两条微带，一条为U形微带，另一条为直线形微带，直线形微带的两端分别连接U形微带的弯折部和所述接地金属带10。
二分之一波长谐振器4的长度大于四分之一波长谐振器11的长度，使得四分之一波长谐振器11的腔间耦合电场与谐振电场相距较远，这样的设计有效的避免了腔间串扰，优化难度大的缺点。
两个相邻四分之一波长谐振器11之间留有间距，间距的宽度小于介质板另一面与该间距位置对应处设置的二分之一谐振器4的宽度，以形成二分之一波长谐振器4和四分之一波长谐振器11在介质板两面的交错耦合，进而实现能量在介质板两面的二分之一波长谐振器4和四分之一波长谐振器11之间交叉耦合传递。
具体的，如图1所示，二分之一波长谐振器4的三个微带分别是第一微带7、第二微带8和第三微带9，第一微带7和第三微带9平行设置，并具有较宽的宽度，第二微带8位于第一微带7和第三微带9之间，且宽度较窄，第一微带7、第二微带8和第三微带9构成“H”形结构。图2中，四分之一波长谐振器11的U形微带为第五微带13，直线形微带为第四微带12。
图2中四分之一波长谐振器11的第五微带13的两个分支分别为左分支微带14和右分支微带15，图1中最左侧的二分之一波长谐振器4的第一微带7和图2中最左侧四分之一波长谐振器11的右分支微带15部分重合，图1中最左侧的二分之一波长谐振器4的第三微带9和PCB板1反面左侧第二个四分之一波长谐振器11的左分支微带14部分重合。
图1中输入端口2的输入端馈线3和图2中最左侧四分之一波长谐振器11的左分支微带14部分重合，实现能量从输入端口2向四分之一波长谐振器11的耦合传递；图1中输出端口6的输出端馈线5和图2中最右侧四分之一波长谐振器11的右分支微带部分重合，实现能量从四分之一波长谐振器11向输出端口6的耦合传递。
本发明的滤波器中，能量通过正面的二分之一波长谐振器4和反面的四分之一波长谐振器11穿过PCB板1进行耦合，交叉传递。例如，PCB板1正面的输入端口2通过输入端馈线3将能量耦合至PCB板1反面最左侧的四分之一波长谐振器11，再通过PCB板1将能量耦合至PCB板1正面最左侧的二分之一波长谐振器4，然后这个二分之一波长谐振器4再将能量耦合至PCB板1反面左侧第二个四分之一波长谐振器11，能量依次在PCB板1正反面的二分之一波长谐振器4和四分之一波长谐振器11之间耦合传递，最后从输出端口6输出。
通过在HFSS中对本发明的滤波器进行优化，得到图3所示的S参数仿真图，其中S11曲线表示悬置线带通滤波器的回波损耗，S12曲线表示悬置线带通滤波器的插入损耗以及带外抑制，m1，m2分别表示通带外200MHz的抑制大于41dB，m3，m4表示通带900MHz~3GHz的回损有-18dB，从图中可看出本发明滤波器的通带以及抑制均达到指标需求。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，所属领域的普通技术人员应当理解，参照上述实施例可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换均在申请待批的权利要求保护范围之内。
Claims (8)
1.混合型悬置线宽带滤波器，包括金属腔和悬置在金属腔内的介质板，介质板设置有和金属腔连接的接地金属带，其特征在于：所述介质板上设置有以覆铜形式分布的若干二分之一波长谐振器和若干四分之一波长谐振器，且二分之一波长谐振器和四分之一波长谐振器分别分布在介质板的两面，二分之一波长谐振器和四分之一波长谐振器在介质板的两面交错耦合，以实现能量在介质板两面的二分之一波长谐振器和四分之一波长谐振器之间交叉耦合传递；二分之一波长谐振器所在的介质板板面上设有信号输入端口和信号输出端口，各个四分之一波长谐振器均与所述接地金属带连接。
2.根据权利要求1所述的混合型悬置线宽带滤波器，其特征在于：所述二分之一波长谐振器包括三条微带，其中两条微带平行间隔设置，并与另一条微带的两端连接，两条平行微带的宽度大于另一条微带的宽度，所述另一条微带位于两条平行微带之间，以使三条微带构成“H”形结构。
3.根据权利要求2所述的混合型悬置线宽带滤波器，其特征在于：所述四分之一波长谐振器包括两条微带，一条为U形微带，另一条为直线形微带，直线形微带的一端连接 U 形微带的弯折部，另一端沿着远离 U 形微带开口的方向延伸并与所述接地金属带连接。
4.根据权利要求3所述的混合型悬置线宽带滤波器，其特征在于：两个相邻四分之一波长谐振器之间留有间距，间距的宽度小于介质板另一面与该间距位置对应处设置的二分之一谐振器的宽度，以形成二分之一波长谐振器和四分之一波长谐振器在介质板两面的交错耦合。
5.根据权利要求1~4任一项所述的混合型悬置线宽带滤波器，其特征在于：所述二分之一波长谐振器的设置数量比所述四分之一波长谐振器的数量少一个。
6.根据权利要求5所述的混合型悬置线宽带滤波器，其特征在于：所述二分之一波长谐振器设置为3个，所述四分之一波长谐振器设置为4个。
7.根据权利要求1所述的混合型悬置线宽带滤波器，其特征在于：二分之一波长谐振器的长度大于四分之一波长谐振器的长度。
8.根据权利要求1所述的混合型悬置线宽带滤波器，其特征在于：所述介质板为PCB板、陶瓷板或塑料板。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4701727A (en) * | 1984-11-28 | 1987-10-20 | General Dynamics, Pomona Division | Stripline tapped-line hairpin filter |
| TWM312784U (en) * | 2006-11-20 | 2007-05-21 | Weng Min Hang | Dual-passband filter with the multilayer technology |
| CN103378387A (zh) * | 2013-07-02 | 2013-10-30 | 华南理工大学 | 基于频率选择性耦合技术的宽阻带ltcc带通滤波器 |
| CN105958164A (zh) * | 2016-06-24 | 2016-09-21 | 西安电子科技大学 | 悬置带线交叉耦合带通滤波器 |
| CN112467318A (zh) * | 2020-11-19 | 2021-03-09 | 中国电子科技集团公司第二十九研究所 | 一种微带带通滤波器 |
| CN115425375A (zh) * | 2022-08-19 | 2022-12-02 | 中国电子科技集团公司第二十九研究所 | 一种带通滤波器及其小型化cq拓扑结构 |
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4701727A (en) * | 1984-11-28 | 1987-10-20 | General Dynamics, Pomona Division | Stripline tapped-line hairpin filter |
| TWM312784U (en) * | 2006-11-20 | 2007-05-21 | Weng Min Hang | Dual-passband filter with the multilayer technology |
| CN103378387A (zh) * | 2013-07-02 | 2013-10-30 | 华南理工大学 | 基于频率选择性耦合技术的宽阻带ltcc带通滤波器 |
| CN105958164A (zh) * | 2016-06-24 | 2016-09-21 | 西安电子科技大学 | 悬置带线交叉耦合带通滤波器 |
| CN112467318A (zh) * | 2020-11-19 | 2021-03-09 | 中国电子科技集团公司第二十九研究所 | 一种微带带通滤波器 |
| CN115425375A (zh) * | 2022-08-19 | 2022-12-02 | 中国电子科技集团公司第二十九研究所 | 一种带通滤波器及其小型化cq拓扑结构 |
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