CN202094255U

CN202094255U - 基于发夹型谐振器的三频带带通滤波器

Info

Publication number: CN202094255U
Application number: CN2011201941470U
Authority: CN
Inventors: 肖建康; 朱文军
Original assignee: Changzhou Campus of Hohai University
Current assignee: Changzhou Campus of Hohai University
Priority date: 2011-06-10
Filing date: 2011-06-10
Publication date: 2011-12-28
Anticipated expiration: 2021-06-10

Abstract

本实用新型涉及一种基于发夹型谐振器的三频带带通滤波器，属于微波通讯设备技术领域。该滤波器是由两个大小不同的发夹型阶梯阻抗谐振器通过两路耦合构成的，可以通过改变两个独立谐振器的尺寸来改变工作频率，输入输出馈线在同一水平线上，位于两个发夹型谐振器的中间，与谐振器通过缝隙耦合产生滤波功能。本实用新型比传统三频带滤波器结构简单，体积更小，加工简单，性能更好且频率可调，适合规模化生产并可广泛应用于小型化的射频通信系统中。

Description

基于发夹型谐振器的三频带带通滤波器

技术领域

本实用新型涉及一种三频带微波滤波器，属于微波通讯设备技术领域。

背景技术

滤波器是一种频率选择性器件，可以让某一频率或某些频率顺利传输，而对其它的频率加以衰减。滤波器是无线电技术中许多设计问题的核心，可利用它们来分开或组合不同的频率。应用一个多频带滤波器就可实现多个频率选择特性。一个性能良好的多频带滤波器不但能满足多个频率要求，另外还适应现代射频系统小型化集成化的发展方向。传统多频带滤波器体积大，结构复杂，不能很好满足各种小型化通信系统的要求。

阶梯阻抗谐振器是由两个以上具有不同特性阻抗的传输线组合而成的横向电磁场或准横向电磁场模式的谐振器。阶梯阻抗谐振器是基于均匀阻抗谐振器的一般概念的演化，在结构和设计上有更大的自由度，同时通过采用不同类型的传输线或介电材料而使其有很大的频率应用范围，另外这类谐振器具有较高的Q值，设计方法灵活多变并且易于加工制造。

过去的几年时间里，不少学者对于双频带和多频带滤波器的实现提出了许多设计方法，分别有采用滤波器级联设计双频滤波器、采用耦合结构作为输入输出的双频带滤波器、采用抽头结构作为输入输出的双频带滤波器、基于缺陷地（DGS）结构的双频带滤波器等等。然而这些结构相对来说结构复杂，在不改变电路体积的情况下很难做到频率可调，也很难实现对某一频带进行单独调节。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术中的缺陷，提出一种基于发夹型谐振器的三频带带通滤波器，结构简单，减小电路尺寸，并可对频带进行单独控制，满足小型通信系统需求。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种基于发夹型谐振器的三频带带通滤波器，在传统阶梯阻抗谐振器的基础上，将阶梯阻抗谐振器变化成发夹型结构，通过两个耦合路径实现三个通频带。本实用新型与传统三频带滤波器相比减小了电路尺寸，另外，可以对每个耦合路径进行单独控制，实现了频率可调。

一种基于发夹型谐振器的三频带带通滤波器，包括正面部分的谐振器和输入输出馈线、反面部分的金属镀层以及中间层的介质板，其特征是，所述谐振器由两个大小不同的发夹型谐振器通过两路耦合构成。

所述发夹型谐振器为开裂环发夹型谐振器。

所述发夹型谐振器包含阶梯阻抗谐振器。

所述阶梯阻抗谐振器为三节发夹型阶梯阻抗谐振器。

所述阶梯阻抗谐振器为带有内部耦合的四节发夹型阶梯阻抗谐振器。

所述输入馈线、输出馈线在同一水平线上，位于两个所述发夹型谐振器之间。

所述输入馈线、输出馈线与所述谐振器耦合缝隙的宽度为0.2mm。

所述谐振器、输入馈线、输出馈线以及金属镀层的材料采用金、银或铜。

本实用新型所达到的有益效果：

本实用新型在阶梯阻抗谐振器的基础上，将阶梯阻抗谐振器构成开裂环发夹型结构，通过独立调节各个发夹型谐振器的电学长度和阻抗比，设计出一种新的三频带带通滤波器。该滤波器比一般多频带滤波器进一步减小了体积，并能通过简单的调节阶梯阻抗谐振器的阻抗和电学长度做到频率可控，另外这种滤波器是两路组合结构，可以在不影响另一通路的情况下，只对本身一路产生的通带进行频率调节。这种新型的三通带滤波器更易在多种微波系统包括移动通信系统中得到推广与应用。

1.本滤波器利用结构简单的发夹型阶梯阻抗谐振器构成，不存在几个谐振器之间的嵌套和耦合，比一般设计方法拥有更小的体积，并且实现了频率可调，另外可以对两路耦合中的任何一路进行单独调节而不影响另外一路。

2.该滤波器有较小插入损耗，良好的频率选择性，解决了传统滤波器的疑难问题。

3.该滤波器能实现三个频带，等效于原始三个单频带带通滤波器，进一步缩小了滤波器的体积。

4.该滤波器几何结构简单，体积小巧、制作简单、便于平面电路集成，全部利用微带PCB工艺制作，成本低、易加工并且可以保证加工精度，适用于标准化、规模化生产。该滤波器同时大大提高了滤波器的性能，可以推广使用到多种小型的收发通信系统中。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的结构示意图；

图2为实施例1的频率响应仿真结果；

图3为实施例1的仅由上面一路谐振器和输入、输出馈线组成的滤波器结构的仿真结果；

图4为实施例1的仅由下面一路谐振器和输入、输出馈线组成的滤波器结构的仿真结果；

图5为实施例1的测试结果和仿真结果对比；

图6为本实用新型实施例2的结构示意图；

图7为图6的实施例的频率响应仿真结果。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案作详细的说明，实施例均在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

如图1所示，本实用新型的滤波器包括正面部分的谐振器和输入馈线3、输出馈线4。谐振器为开裂环发夹型谐振器，包含两个大小不等的三节阶梯阻抗谐振器，分别为上面一路谐振器1和下面一路谐振器2。三通带滤波器的具体尺寸如下，a=11mm，b=1.8mm，c=13mm， e=1mm，f=0.5mm，g=4mm，l=9mm，m=2.3mm，n=6mm，o=1mm，p=0.2mm，q=0.5mm，s=0.2mm，r=1.2mm。图3表明只有上面一路谐振器1的情况下滤波器产生通带S₁和通带S₃，图4表明只有下面一路谐振器2的情况下滤波器产生通带S₂，在不改变两路尺寸的情况下，对两路进行叠加得到三通带的仿真结果如图2所示，图5给出了最后的测试和仿真结果的对比，测试结果和仿真结果基本吻合。

实施例2

如图6所示，本实用新型的滤波器包括正面部分的谐振器和输入馈线3、输出馈线4。谐振器为开裂环发夹型谐振器，包含两个大小不等的带内部耦合的四节阶梯阻抗谐振器，分别为上面一路谐振器1和下面一路谐振器2。滤波器的具体尺寸如下，a=9.2mm，b=1.5mm，c=1mm，e=3.6mm，f=11.2mm，g=0.5mm，i=0.3mm，j=1.5mm，k=1mm，l=8mm，m=2.3mm，n=6mm，o=1mm，p=0.2mm，q=0.5mm，r=0.2mm，s=0.2mm，t=1.2mm。该实施例的工作原理与实施例1类似，只有上面一路谐振器1的情况下滤波器产生通带S₁和通带S₃，只有下面一路谐振器2的情况下滤波器产生通带S₂，两条耦合路径合成得到三个通带，滤波器的频率响应仿真结果如图7所示。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1. 基于发夹型谐振器的三频带带通滤波器，包括正面部分的谐振器和输入馈线、输出馈线，反面部分的金属镀层以及中间层的介质板，其特征是，所述谐振器由两个大小不同的发夹型谐振器通过两路耦合构成。

2.根据权利要求1所述的基于发夹型谐振器的三频带带通滤波器，其特征是，所述发夹型谐振器为开裂环发夹型谐振器。

3.根据权利要求1所述的基于发夹型谐振器的三频带带通滤波器，其特征是，所述发夹型谐振器包含阶梯阻抗谐振器。

4.根据权利要求3所述的基于发夹型谐振器的三频带带通滤波器，其特征是，所述阶梯阻抗谐振器为三节发夹型阶梯阻抗谐振器。

5.根据权利要求3所述的基于发夹型谐振器的三频带带通滤波器，其特征是，所述阶梯阻抗谐振器为带有内部耦合的四节发夹型阶梯阻抗谐振器。

6.根据权利要求1所述的基于发夹型谐振器的三频带带通滤波器，其特征是，所述输入馈线、输出馈线在同一水平线上，位于两个所述发夹型谐振器之间。

7.根据权利要求1所述的基于发夹型谐振器的三频带带通滤波器，其特征是，所述输入馈线、输出馈线与所述谐振器耦合缝隙的宽度为0.2mm。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的基于发夹型谐振器的三频带带通滤波器，其特征是，所述谐振器、输入馈线、输出馈线以及金属镀层的材料采用金、银或铜。