CN116666928B - 一种混合谐振可调微带低通滤波器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混合谐振可调微带低通滤波器，主要解决微带滤波器进行频率调整需要通过重复加工电路而带来的资金和时间成本的问题。该包括微带谐振单元、可调谐振线和接地单元；所述微带谐振单元由多阶的高阻谐振子、低阻谐振子交替连接构成；其中，中部的多级低阻谐振子作分叉处理，记为低阻分叉谐振子，作分叉处理的相邻的高阻谐振子作折叠处理，记为高阻折叠谐振子。本发明的可调低通滤波器解决了板级微带滤波器的截止频率可调整性问题，其结构简单、方法便捷，便于板级实现。拓宽频率可调范围的同时有效的缩减了谐振单元的尺寸，从而节约了板级电路中微带滤波器的频率调整的资金和时间成本。
Description
技术领域
本发明属于微带滤波器技术领域，具体地说，是涉及一种混合谐振可调微带低通滤波器。
背景技术
随着现阶段板级电路均朝着小型化、集成化的发展，具有小型化优势的微带滤波器，在板级电路设计时应用越来越广泛。但是板级电路中设计的微带滤波器往往会因为加工工艺的差异、批次性差异等原因，导致实际加工出来的板载滤波器其频率响应也会有所差异，很多时候会形成工作频段的偏移，且难以调整，进而影响整个电路的功能指标，最终整个电路难以实现其设计预期。
为了解决上述问题，需要有手段对板级电路中微带滤波器的频率进行调整，且不需要通过重复加工电路的方式，从而节约资金和时间成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种混合谐振可调微带低通滤波器，主要解决微带滤波器进行频率调整需要通过重复加工电路而带来的资金和时间成本的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种混合谐振可调微带低通滤波器，包括微带谐振单元、可调谐振线和接地单元；
所述微带谐振单元由多阶的高阻谐振子、低阻谐振子交替连接构成；其中，中部的多级低阻谐振子作分叉处理，记为低阻分叉谐振子，作分叉处理的相邻的高阻谐振子作折叠处理，记为高阻折叠谐振子；
所述可调谐振线采用双边谐振线结构，分别分布在低阻分叉谐振子与接地单元之间，并与二者耦合谐振，从而实现混合谐振；
所述接地单元由接地带线和接地孔构成，接地带线分布于可调谐振线的两侧，对其形成地包裹形式，所述接地孔均匀分布于接地带线上，且接地孔通过内壁金属化的形式来连接接地带线和滤波器底部的地平面；
其中，将可调谐振线到接地单元的距离记为△L，改变可调谐振线到接地单元的距离△L即可实现可调低通滤波器的截止频率的可调。
进一步地，在本发明中，所述微带谐振单元的两侧末端的高阻谐振子的外端连接有特征阻抗线。
进一步地，在本发明中，所述微带谐振单元的中部的多级低阻谐振子作分叉处理具体为三级低阻谐振子作分叉处理，即具备三级低阻分叉谐振子、四级高阻折叠谐振子。
进一步地，在本发明中， 所述低阻分叉谐振子的分叉口宽度△S1为四分之一低阻抗谐振子的宽度，分叉口深度△B1为0.9倍电路特征阻抗线的宽度△W0，分叉宽度△W1为二分之一低阻谐振子的宽度。
进一步地，在本发明中，所述高阻折叠谐振子与三级低阻分叉谐振子直接相连，高阻折叠谐振子折叠方向为两侧交错折叠。
进一步地，在本发明中，所述高阻折叠谐振子的折叠线宽度△W2为0.2倍特征阻抗线宽度，折叠深度△B2为两倍折叠线宽度，折叠间隙△S2亦为两倍折叠线宽度。
进一步地，在本发明中，所述可调谐振线在电路中由铜箔实现。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明的可调低通滤波器解决了板级微带滤波器的截止频率可调整性问题，其结构简单、方法便捷，便于板级实现。同时其低阻分叉谐振子增加了与可调谐振线的耦合面积，拓宽了频率可调范围，高阻折叠谐振子，有效的缩减了谐振单元的尺寸，从而节约了板级电路中微带滤波器的频率调整的资金和时间成本。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明中的微带谐振单元结构示意图。
图3为本发明中的低阻分叉谐振子结构示意图。
图4为本发明中的高阻折叠谐振子结构示意图。
图5为本发明在调整其可调谐振线到接地单元的距离△L时对应的插入损耗S21曲线。
其中，附图标记对应的名称为：
1-微带谐振单元，2-可调谐振线，3-接地单元，4-特征阻抗线，11-高阻谐振子，12-低阻谐振子，13-低阻分叉谐振子，14-高阻折叠谐振子，31-接地带线，32-接地孔。
具体实施方式
下面结合附图说明和实施例对本发明作进一步说明，本发明的方式包括但不仅限于以下实施例。
如图1~图4所示，本发明公开的一种混合谐振可调微带低通滤波器，包括微带谐振单元1、可调谐振线2和接地单元3。
其中，微带谐振单元1由多阶的高阻谐振子11、低阻谐振子12交替连接构成；实现低通滤波的基本功能，且微带谐振单元的中间三级低阻谐振子采用了特别的分叉处理，记为低阻分叉谐振子13，进而增加谐振子与可调谐振线的耦合面积。作分叉处理的相邻的高阻谐振子11作折叠处理，记为高阻折叠谐振子14。其中，所述微带谐振单元1的两侧末端的高阻谐振子11的外端连接有特征阻抗线4。
一般表示中，如图3所示，用△B表示低阻分叉谐振子的分叉口深度，△W表示低阻分叉谐振子的分叉宽度。具体在本实施例中，所述低阻分叉谐振子13的分叉口宽度△S1为四分之一低阻抗谐振子的宽度，分叉口深度△B1为0.9倍电路特征阻抗线4的宽度△W0，分叉宽度△W1为二分之一低阻谐振子12的宽度。
在本实施例中，所述高阻折叠谐振子与三级低阻分叉谐振子直接相连，高阻折叠谐振子折叠方向为两侧交错折叠。所述高阻折叠谐振子14的折叠线宽度△W2为0.2倍特征阻抗线4宽度，折叠深度△B2为两倍折叠线宽度，折叠间隙△S2亦为两倍折叠线宽度。
在本实施例中，所述可调谐振线2采用双边谐振线结构，分别分布在低阻分叉谐振子13与接地单元3之间，并与二者耦合谐振，从而实现混合谐振。
可调谐振线位于中间三级低阻分叉谐振子及其最近两阶低阻谐振子的两侧，其长度为中间三级低阻分叉谐振子和四级高阻折叠谐振子及两级低阻谐振子的总长度，其宽度为0.9倍电路特征阻抗线的宽度。此处可调谐振线长8mm，宽0.5mm。可调谐振线在电路中由铜箔实现，调整频率时，根据所需频率调整量，设置可调谐振线到接地单元的距离△L，再将其固定即可。改变可调谐振线到接地单元的距离△即可实现可调低通滤波器其截止频率的可调。
在本实施例中，所述接地单元3由接地带线31和接地孔32构成，接地带线31分布于可调谐振线2的两侧，对其形成地包裹形式，所述接地孔32均匀分布于接地带线31上，且接地孔32通过内壁金属化的形式来连接接地带线31和滤波器底部的地平面。
在本实施例中，所述可调低通滤波器采用基材为S7136H的微波覆铜板进行设计，其介电常数为3.68，厚度0.254mm。调整可调谐振线到接地单元的距离△L在0~0.75mm之间变化时其插入损耗S21曲线（滤波器传输系数）如图5所示。本实施例中设计的微带低通滤波器原型截止频率可调范围在14~16.5GHz之间，实现了15%的可调比，且基本线性可调。
通过上述设计及实施例的实施结果，表明本发明所述的一种混合谐振可调低通滤波器切实有效，适用于板级电路中微带滤波器特别是截止频率可调的低通滤波器，能有效节约板级电路中微带滤波器的频率调整的资金和时间成本。
上述实施例仅为本发明的优选实施方式之一，不应当用于限制本发明的保护范围，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种混合谐振可调微带低通滤波器，其特征在于，包括微带谐振单元（1）、可调谐振线（2）和接地单元（3）；
所述微带谐振单元（1）由多阶的高阻谐振子（11）、低阻谐振子（12）交替连接构成；其中，中部的多级低阻谐振子（12）作分叉处理，记为低阻分叉谐振子（13），作分叉处理的相邻的高阻谐振子（11）作折叠处理，记为高阻折叠谐振子（14）；
所述可调谐振线（2）采用双边谐振线结构，分别分布在低阻分叉谐振子（13）与接地单元（3）之间，并与二者耦合谐振，从而实现混合谐振；
所述接地单元（3）由接地带线（31）和接地孔（32）构成，接地带线（31）分布于可调谐振线（2）的两侧，对其形成地包裹形式，所述接地孔（32）均匀分布于接地带线（31）上，且接地孔（32）通过内壁金属化的形式来连接接地带线（31）和滤波器底部的地平面；
其中，将可调谐振线（2）到接地单元（3）的距离记为△L，改变可调谐振线（2）到接地单元（3）的距离△L即可实现可调低通滤波器的截止频率的可调。
2.根据权利要求1所述的一种混合谐振可调微带低通滤波器，其特征在于，所述微带谐振单元（1）的两侧末端的高阻谐振子（11）的外端连接有特征阻抗线（4）。
3.根据权利要求2所述的一种混合谐振可调微带低通滤波器，其特征在于，所述微带谐振单元（1）的中部的多级低阻谐振子（12）作分叉处理具体为三级低阻谐振子（12）作分叉处理，即具备三级低阻分叉谐振子（13）、四级高阻折叠谐振子（14）。
4.根据权利要求3所述的一种混合谐振可调微带低通滤波器，其特征在于， 所述低阻分叉谐振子（13）的分叉口宽度△S1为四分之一低阻抗谐振子的宽度，分叉口深度△B1为0.9倍电路特征阻抗线（4）的宽度△W0，分叉宽度△W1为二分之一低阻谐振子（12）的宽度。
5.根据权利要求4所述的一种混合谐振可调微带低通滤波器，其特征在于，所述高阻折叠谐振子（14）与三级低阻分叉谐振子（13）直接相连，高阻折叠谐振子（14）折叠方向为两侧交错折叠。
6.根据权利要求5所述的一种混合谐振可调微带低通滤波器，其特征在于，所述高阻折叠谐振子（14）的折叠线宽度△W2为0.2倍特征阻抗线（4）宽度，折叠深度△B2为两倍折叠线宽度，折叠间隙△S2亦为两倍折叠线宽度。
7.根据权利要求1所述的一种混合谐振可调微带低通滤波器，其特征在于，所述可调谐振线在电路中由铜箔实现。
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