CN115189108A - 一种基于多模谐振器的双通带滤波器 - Google Patents
一种基于多模谐振器的双通带滤波器 Download PDFInfo
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Abstract
一种基于多模谐振器的双通带滤波器,包括介质基板,介质基板的两侧分别设置有微带滤波器和金属接地板;所述微带滤波器包括多模谐振器和两个加载在多模谐振器上的开路枝节,多模谐振器包括依次连接的第一微带传输线、第四微带传输线、第二微带传输线和第三微带传输线,第一微带传输线与第三微带传输线相连接,第一微带传输线和第二微带传输线均包括两个凸折叠部,开路枝节对应设置在两个凸折叠部之间;所述微带滤波器还包括对称设置在多模谐振器两侧的输入馈线和输出馈线,输入馈线通过输入匹配网络与多模谐振器相连接,输出馈线通过输出匹配网络与多模谐振器相连接。本发明,自由度高、灵活性好。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域,具体的说是一种基于多模谐振器的双通带滤波器。
背景技术
滤波器是雷达、通信及测量系统中的关键器件之一,其功能在于允许某一部分频率的信号顺利的通过,而让另外一部分频率的信号受到较大的抑制,其性能对于整个系统性能具有重要的影响。随着5G通信、人工智能和虚拟现实等技术的迅猛发展,有限的频谱资源与应用需求之间的矛盾日益突出,双通带滤波器的研究越来越引起重视。目前,双通带滤波器具有自由度小、灵活性较差。
其中,多模谐振器因其自身特性(通带特性可以独立调整,电路尺寸小的优势)得到了广泛应用,但如何更好地调控多模谐振器的各个谐振频率成为了一大挑战。
发明内容
为了解决现有技术中双通带滤波器具有自由度小和灵活性较差的问题,本发明提供一种基于多模谐振器的双通带滤波器,能够更加精确的调控多模谐振器的频率,双通带滤波器的自由度高、灵活性好。
为了实现上述目的,本发明采用的具体方案为:一种基于多模谐振器的双通带滤波器,包括介质基板,介质基板的两侧分别设置有微带滤波器和金属接地板;所述微带滤波器包括多模谐振器和两个加载在多模谐振器上的开路枝节,多模谐振器包括依次连接的第一微带传输线、第四微带传输线、第二微带传输线和第三微带传输线,第一微带传输线与第三微带传输线相连接,第一微带传输线和第二微带传输线均包括两个凸折叠部,开路枝节对应设置在两个凸折叠部之间;所述微带滤波器还包括对称设置在多模谐振器两侧的输入馈线和输出馈线,输入馈线通过输入匹配网络与多模谐振器相连接,输出馈线通过输出匹配网络与多模谐振器相连接。
为本发明一种基于多模谐振器的双通带滤波器的进一步优化:所述开路枝节加载在多模谐振器的纵向对称轴上。
为本发明一种基于多模谐振器的双通带滤波器的进一步优化:所述多模谐振器还包括与第三微带传输线连接的第五微带传输线,所述输入匹配网络包括两个相互平行的输入耦合线,两个输入耦合线的一端均与输入馈线相连接,两个输入耦合线的另外一端通过缝隙耦合的方式与第五微带传输线相连接,两个输入耦合线位于第五微带传输线的两侧。
为本发明一种基于多模谐振器的双通带滤波器的进一步优化:所述多模谐振器还包括与第四微带传输线相连接的第六微带传输线,所述输出匹配网络包括两个相互平行的输出耦合线,两个输出耦合线的一端均与输出馈线相连接,两个输出耦合线的另外一端通过缝隙耦合的方式与第六微带传输线相连接,两个输出耦合线位于第六微带传输线的两侧。
为本发明一种基于多模谐振器的双通带滤波器的进一步优化:所述开路枝节位于多模谐振器的内侧或者外侧。
为本发明一种基于多模谐振器的双通带滤波器的进一步优化:所述介质基板的相对介电常数为9.60~9.70,厚度为0.5mm~0.55mm。
为本发明一种基于多模谐振器的双通带滤波器的进一步优化:所述微带滤波器的导体镀层厚度为500nm~600nm。
有益效果:
1、本发明提供了一种基于多模谐振器的双通带滤波器,自由度更高、灵活多变。
2、本发明中,多模谐振器上加载了两个开路枝节,能够精确的调控多模谐振器的频率,进而更加精确的调控微带滤波器中第一通带和第二通带的带宽;
3、本发明中,凸折叠部的设置减小了微带滤波器的整体尺寸。
附图说明
图1是本发明多模谐振器的结构示意图;
图2是本发明的结构示意图;
图3是本发明的电磁仿真曲线图;
附图说明:1、金属接地板,2、介质基板,3、微带滤波器,4、输入馈线,5、输入耦合线,6、第五微带传输线,7、第三微带传输线,8、第一微带传输线,9、凸折叠部,10、开路枝节,11、第四微带传输线,12、第六微带传输线,13、输出耦合线,14、输出馈线,15、第二微带传输线。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
一种基于多模谐振器的双通带滤波器,如图2所示,包括介质基板1,介质基板1的两侧分别设置有微带滤波器3和金属接地板11,本实施例中,微带滤波器3位于介质基板1的上表面,金属接地板1位于介质基板1的下表面。介质基板1的相对介电常数为9.60~9.70,厚度为0.5mm~0.55mm,微带滤波器3的导体镀层厚度为500nm~600nm。本实施例中,介质基板1的相对介电常数为9.67,厚度为0.5mm。微带滤波器3的尺寸为22mm×15mm,微带滤波器3的导体镀层厚度为600nm。
如图1所示,微带滤波器3包括多模谐振器和两个加载在多模谐振器上的开路枝节10,开路枝节10用于精确调整多模谐振器的谐振频率。本实施例中,多模谐振器为传统的四模谐振器,多模谐振器包括依次连接的第一微带传输线8、第四微带传输线11、第二微带传输线15和第三微带传输线7,第一微带传输线8与第三微带传输线7相连接,即第一微带传输线8、第二微带传输线15、第三微带传输线7和第四微带传输线11首尾相连接围合出方环形的多模谐振器,调整上述四个微带传输线的电长度能够粗略调整多模谐振器的谐振频率。其中第三微带传输线7和第四微带传输线11为折叠型微带线,减小了微带滤波器3的整体尺寸。第一微带传输线8和第二微带传输线15均折叠出两个凸折叠部9,两个开路枝节10分别设置在两个凸折叠部9之间,一个开路枝节10加载在第一微带传输线8上,另外一个开路枝节10加载在第二微带传输线15上。
本实施例中,如图1所示,开路枝节10加载在多模谐振器的竖直对称轴上,两个开路枝节10能够同时位于方环形多模谐振器的外侧、同时位于方环形多模谐振器的内侧,或者两个开路枝节10分别位于方环形多模谐振器的内侧和外侧。多模谐振器和两个开路枝节10共同控制微带滤波器3的第一通带和第二通带,通过调整两个开路枝节10的电长度来改变多模谐振器的偶模谐振频率,进而精确地调控微带滤波器3第一通带和第二通带的宽度。具体调节方式:加载在第一微带传输线8上的开路枝节10具有一个调节自由度,通过调节开路枝节10的电长度能够调控多模谐振器的第一个偶模谐振频率,从而更加精确地调控第一通带的宽度;加载在第二微带传输线15上的开路枝节10具有另外一个调节自由度,通过调节开路枝节10的电长度能够调控多模谐振器的第二个偶模谐振频率,从而更加精确的调控第二通带的宽度。
微带滤波器3还包括对称设置在多模谐振器左右两侧的输入馈线4和输出馈线14,输入馈线4通过输入匹配网络与多模谐振器相连接,输出馈线14通过输出匹配网络与多模谐振器相连接,输入馈线4和输出馈线14的阻抗典型值均为50Ω。输入匹配网络和输出匹配网络的电长度能够调节,使得第一通带和第二通带的回波损耗降低,阻抗匹配更好。多模谐振器还包括与第三微带传输线7相连接的第五微带传输线6。输入匹配网络包括两个相互平行的输入耦合线5,两个输入耦合线5相互平行简单直接,更容易在软件里调试实现双通带,两个输入耦合线5的一端均与输入馈线4相连接,两个输入耦合线5的另外一端通过缝隙耦合的方式与第五微带传输线6相连接,两个输入耦合线5位于第五微带传输线6的两侧。多模谐振器还包括与第四微带传输线11相连接的第六微带传输线12,所述输出匹配网络包括两个相互平行的输出耦合线13,本实施例中,两个输出耦合线13相互平行简单直接,更容易在软件里调试实现双通带。两个输出耦合线13的一端均与输出馈线14相连接,两个输出耦合线13的另外一端通过缝隙耦合的方式与第六微带传输线12相连接,两个输出耦合线13位于第六微带传输线12的两侧。
本发明利用电磁仿真软件Sonnet进行仿真,得到的仿真结果如图3所示,S11表示回波损耗,S21表示传输损耗。本发明的第一通带的中心频率位于1.386GHz、相对宽度为15.5%、通带内回波损耗小于28dB;第二通带的中心频率位于2.615GHz、相对宽度为7.3%、通带内回波损耗小于31dB。通带外的传输零点使得本发明具有很好的选择性和边带抑制性。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种基于多模谐振器的双通带滤波器,其特征在于:包括介质基板(2),介质基板(2)的两侧分别设置有微带滤波器(3)和金属接地板(1);
所述微带滤波器(3)包括多模谐振器和两个加载在多模谐振器上的开路枝节(10),多模谐振器包括依次连接的第一微带传输线(8)、第四微带传输线(11)、第二微带传输线(15)和第三微带传输线(7),第一微带传输线(8)与第三微带传输线(7)相连接,第一微带传输线(8)和第二微带传输线(15)均包括两个凸折叠部(9),开路枝节(10)对应设置在两个凸折叠部(9)之间;
所述微带滤波器(3)还包括对称设置在多模谐振器两侧的输入馈线(4)和输出馈线(14),输入馈线(4)通过输入匹配网络与多模谐振器相连接,输出馈线(14)通过输出匹配网络与多模谐振器相连接。
2.如权利要求1所述的一种基于多模谐振器的双通带滤波器,其特征在于:所述开路枝节(10)加载在多模谐振器的纵向对称轴上。
3.如权利要求1所述的一种基于多模谐振器的双通带滤波器,其特征在于:所述多模谐振器还包括与第三微带传输线(7)连接的第五微带传输线(6),所述输入匹配网络包括两个相互平行的输入耦合线(5),两个输入耦合线(5)的一端均与输入馈线(4)相连接,两个输入耦合线(5)的另外一端通过缝隙耦合的方式与第五微带传输线(6)相连接,两个输入耦合线(5)位于第五微带传输线(6)的两侧。
4.如权利要求1所述的一种基于多模谐振器的双通带滤波器,其特征在于:所述多模谐振器还包括与第四微带传输线(11)相连接的第六微带传输线(12),所述输出匹配网络包括两个相互平行的输出耦合线(13),两个输出耦合线(13)的一端均与输出馈线(14)相连接,两个输出耦合线(13)的另外一端通过缝隙耦合的方式与第六微带传输线(12)相连接,两个输出耦合线(13)位于第六微带传输线(12)的两侧。
5.如权利要求1所述的一种基于多模谐振器的双通带滤波器,其特征在于:所述开路枝节(10)位于多模谐振器的内侧或者外侧。
6.如权利要求1所述的一种基于多模谐振器的双通带滤波器,其特征在于:所述介质基板(2)的相对介电常数为9.60~9.70,厚度为0.5mm~0.55mm。
7.如权利要求1所述的一种基于多模谐振器的双通带滤波器,其特征在于:所述微带滤波器(3)的导体镀层厚度为500nm~600nm。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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