CN201503902U - 可对带外谐波及杂散信号进行有效抑制的滤波器 - Google Patents

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Abstract

可对带外谐波及杂散信号进行有效抑制的滤波器包括介质板(1)和位于介质板(1)上的微带馈电端口(2)、微带馈线(3)、低阻开路短截线(4)、交叉十字微带线(5)以及渐变梯形谐振单元(6)，该微带谐振单元呈左右和上下对称结构，上下两个渐变梯形谐振单元(6)由中间的交叉十字微带线(5)相连接，其中，交叉十字微带线(5)左边的部分通过低阻开路短截线(4)接微带馈线(3)，微带馈线(3)的外端为微带馈电端口(2)；经过左右两个低阻开路短截线(4)对上下两个渐变梯形谐振单元(6)特性进行调谐，最终通过微带馈电端口(2)实现与外界的连接。该滤波器具有良好的低通及阻带衰减特性。所设计的CMRC金属贴片部分的面积很小，具有体积小、易于集成等优点。

Description

可对带外谐波及杂散信号进行有效抑制的滤波器
技术领域
本实用新型涉及一种低通滤波器，可应用于混频系统的中频滤波器，该滤波器能够有效的滤除本振及射频信号的谐波以及杂散信号。
背景技术
随着电子技术的发展，在雷达、微波、通信等应用系统中多频率工作越来越普遍，对分隔频率的要求也相应提高，需要使用大量的高性能滤波器。因此滤波器在微波及毫米波电路中有着广泛的应用。在低频段的应用中，集总参数滤波器有着良好的表现，但是随着频率升高到微波频段以上，集总参数元件(电容、电感)的Q值急剧下降，造成滤波器的插入损耗太大，这时就必须用分布参数元件来代替集总参数元件，但是分布参数元件滤波器的尺寸一般较大，因此有必要减小微波毫米波电路滤波器的尺寸。
目前，紧凑微带谐振单元(CMRC)低通滤波器以其结构紧凑而受到了越来越多的关注。但是，现有的CMRC低通滤波器在低通频带的插入损耗较高或者阻带相对带宽太窄，在对滤波要求较高的一些应用系统中(如混频系统)，无法满足其要求。
发明内容
技术问题：为了克服现有的CMRC低通滤波器插入损耗较高，阻带相对带宽较窄等不足，本实用新型提供了一种可对带外谐波及杂散信号进行有效抑制的滤波器。该滤波器在0-2GHz低通频带的最插入损耗仅为0.37dB，另外低于-10dB的阻带频率范围为3-18.2GHz(143％)，低于-20dB的阻带频率范围为3.7-16.3GHz(126％)，可以对带外谐波及杂散信号进行有效的抑制。
技术方案：本实用新型的可对带外谐波及杂散信号进行有效抑制的滤波器，包括介质板和位于介质板上的微带馈电端口、微带馈线、低阻开路短截线、交叉十字微带线以及渐变梯形谐振单元，其特征在于：该微带谐振单元呈左右和上下对称结构，上下两个渐变梯形谐振单元由中间的交叉十字微带线相连接，其中，交叉十字微带线左边的部分通过低阻开路短截线接微带馈线，微带馈线的外端为微带馈电端口；经过左右两个低阻开路短截线对上下两个渐变梯形谐振单元特性进行调谐，最终通过微带馈电端口实现与外界的连接。
渐变梯形谐振单元呈现三级阶梯状，可有效增加低通滤波器相对阻带带宽。其用途是：作为混频器后的中频滤波器，对于4.8GHz的本振信号，能够有效滤除本振信号及其三次谐波信号。
本实用新型采用新型的紧凑微带谐振单元，在加工工艺允许的范围内，可以通过减小十字交叉微带线的宽度来减小通带内的插入损耗。另外，在一定的范围内调节渐变梯形贴片宽度来获得较大的阻带相对宽度。在选定十字交叉微带线以及梯形贴片的宽度后，继续调节中间交叉微带线的长度可获的所需的低通频率范围。通过商用3D仿真软件HFSS的帮助，可以在所需的频率范围内实现良好的低通特性，以及实现对带外可观的抑制效果。
有益效果：本实用新型的透点是：在减小低通频带插入损耗的同时，达到展宽低通滤波器相对阻带带宽的目的。另外由于该低通滤波器的尺寸很小，易于与与微波单片集成电路(MMICs)及其它有源电路集成，结构简单。可以对带外谐波及杂散信号进行有效的抑制。
附图说明
下面结合附图，对本实用新型做出详细描述：
图1是可对带外谐波及杂散信号进行有效抑制的滤波器的3维整体效果图。
图2是可对带外谐波及杂散信号进行有效抑制的滤波器的平面结构图。
图3是该滤波器的S参数仿真及测试结果。
以上的图中有：介质板1、微带馈电端口2、微带馈线3、低阻开路短截线4、交叉十字微带线5、渐变梯形谐振单元6；纵向十字微带线线长度L1、渐变梯形谐振单元长度L2、横向十字微带线线长度L3、横向十字微带线线宽度W1、纵向十字微带线线宽度W2、渐变梯形谐振单元宽度W3、低阻开路短截线宽W4。
具体实施方式
本实用新型的可对带外谐波及杂散信号进行有效抑制的滤波器包括介质板1和位于介质板1上的微带馈电端口2、微带馈线3、低阻开路短截线4、交叉十字微带线5以及渐变梯形谐振单元6，其特征在于：该微带谐振单元呈左右和上下对称结构，上下两个渐变梯形谐振单元6由中间的交叉十字微带线5相连接，其中，交叉十字微带线5左边的部分通过低阻开路短截线4接微带馈线3，微带馈线3的外端为微带馈电端口2；经过左右两个低阻开路短截线4对上下两个渐变梯形谐振单元6特性进行调谐，最终通过微带馈电端口2实现与外界的连接。
在图2中，渐变梯形贴片呈电容特性，而谐振频率 f 0 = 1 / LC , 增大渐变贴片的长度L2可以增加该微带部分的单位长度分布电容，另外与边沿微带缝隙的减小同时增大了边沿耦合电容，从而导致其等效电容的增加，进而降低其谐振频率，减小低通频率范围，我们从中选择合适的L2来获得较宽的相对阻带带宽。中间十字交叉微带线可以等效为电感，增大交叉微带线的长度(L3和W2)导致其等效电感的增加，低通频率范围的调节主要通过交叉微带线的长度来实现。选择合适的十字微带线宽度W1和L1，可以降低带内插入损耗。另外，两个开路短截线可以提高该滤波器的带外抑制情况。两端的微带线为馈电端口，与50Ω特征阻抗的SMA接头相接。
参见图3CMRC低通滤波器S参数特性曲线，仿真与实测结果基本一致。在0到2GHz低通频率范围内的最大插入损耗仅为0.37dB，低于-10dB的阻带频率范围为3GHz-18.2GHz，低于-20dB的阻带频率范围为3.7GHz-16.3GHz，可见该低通滤波器具有良好的低通及阻带抑制作用。

Claims (2)

1.一种可对带外谐波及杂散信号进行有效抑制的滤波器，包括：介质板(1)和位于介质板(1)上的微带馈电端口(2)、微带馈线(3)、低阻开路短截线(4)、交叉十字微带线(5)以及渐变梯形谐振单元(6)，其特征在于：该微带谐振单元呈左右和上下对称结构，上下两个渐变梯形谐振单元(6)由中间的交叉十字微带线(5)相连接，其中，交叉十字微带线(5)左边的部分通过低阻开路短截线(4)接微带馈线(3)，微带馈线(3)的外端为微带馈电端口(2)；经过左右两个低阻开路短截线(4)对上下两个渐变梯形谐振单元(6)特性进行调谐，最终通过微带馈电端口(2)实现与外界的连接。
2.根据权利要求1所述的可对带外谐波及杂散信号进行有效抑制的滤波器，其特征在于：渐变梯形谐振单元(6)呈现三级阶梯状，可有效增加低通滤波器相对阻带带宽。
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