CN203746998U - 一种基于微带螺旋线的手机频段带阻滤波器 - Google Patents
一种基于微带螺旋线的手机频段带阻滤波器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及移动通信领域，特别涉及一种基于微带螺旋线的手机频段带阻滤波器，包括介质板、盒体以及SMA头，所述介质板上蚀刻有微带电路，所述的微带电路包括主传输线和微带螺旋线谐振器。所述微带螺旋线谐振器加载在主传输线两侧，微带螺旋线谐振器与主传输线通过缝隙耦合，耦合间距为0.1~0.5mm；同侧两相邻微带螺旋线谐振器的两个中心点之间的距离为滤波器中心工作频率对应波长的四分之一。本实用新型公开了一种体积小、过渡带陡峭性好的基于微带螺旋线的手机频段带阻滤波器。
Description
技术领域
本实用新型涉及移动通信领域，特别涉及一种基于微带螺旋线的手机频段带阻滤波器。
背景技术
随着现代通讯的发展，频谱资源日益紧张，对滤波器要求越来越高。带阻滤波器作为一种重要的滤波器，其主要功能是用来分隔频率。由于手机GSM信号网络覆盖较为全面，信号较强，在一些通信过程中干扰了其他信号的接收，因此在很多场合，需配置该波段的带阻滤波器，以消除对其他信号的影响。理想的带阻滤波器应当是通带内无衰减而在阻带内衰减无穷大，通带到阻带频段的过渡应当尽可能的陡峭。
带阻滤波器的实现方式是通过在微波传输线两旁増加若干个耦合微波谐振腔，使传输线的传输曲线上某些频率产生传输零点，从而阻止这些频率的信号通过该传输线，构成带阻滤波器。目前最常见到的带阻滤波器形式有同轴和微带两种结构。
专利CN 102623776 A公开了一种基于同轴腔体的带阻滤波器，其基本结构为沿同轴传输线排列若干个同轴或者其他形式的谐振腔，通过改变谐振腔尺寸来调节谐振腔的特性，这种滤波器单个谐振器Q值大，阻带陡峭，但体积较大；甘本袚及吴万春编著《现代微波滤波器的结构与设计》中提供了一种微带带阻滤波器，由主传输线及微带直枝节谐振器组成的带阻滤波器，基本结构是在微带传输线上加载四分之一波长直枝节，利用枝节谐振特性产生滤波效果，这种滤波器具有全平面结构，易于集成。但对于手机频段来说，上述两种结构的横向尺寸均接近100mm，尺寸过大，不适宜在很多应用场合，且微带直枝节谐振器Q值较小，滤波器陡峭性不好。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足提供一种体积小、过渡带陡峭性好的基于微带螺旋线的手机频段带阻滤波器。
本实用新型的技术方案如下：一种基于微带螺旋线的手机频段带阻滤波器，包括介质板、盒体以及SMA头，所述介质板上蚀刻有微带电路，所述的微带电路包括主传输线和微带螺旋线谐振器。
所述微带螺旋线谐振器加载在主传输线两侧，微带螺旋线谐振器与主传输线通过缝隙耦合，耦合间距为0.1~0.5mm；同侧两相邻微带螺旋线谐振器的两个中心点之间的距离为滤波器中心工作频率对应波长的四分之一。
所述介质板通过导电胶粘于盒体底部，所述SMA头通过螺纹固定于盒体两侧，所述SMA头内的导体穿过盒体两端头内孔与主传输线相连。
本实用新型的技术方案实现的积极效果如下：将传统的同轴谐振结构及微带直枝节结构改进为微带螺旋线谐振器结构，一方面减小了滤波器的体积，另一方面提高了过渡带的陡峭性，进而滤波器体积小，重量轻，加工一致性好，适合大规模推广应用；所述微带螺旋线谐振器加载在主传输线两侧，微带螺旋线谐振器与主传输线通过缝隙耦合，耦合间距为0.1~0.5mm，有利于设计过程中对滤波器参数进行灵活调整；同侧两相邻微带螺旋线谐振器的两个中心点之间的距离为滤波器中心工作频率对应波长的四分之一，阻带抑制效果好，能有效消除手机信号对其它信号的干扰；介质板通过导电胶粘于盒体底部可以提高滤波器的结构强度，抗震效果好；SMA头通过螺纹固定于盒体两侧，相对于法兰固定而言可减小器件长度，并且SMA头直接用螺纹与盒体配合，密封性也更好。
附图说明
图1为本实用新型基于微带螺旋线的手机频段带阻滤波器的结构示意图。
图2为本实用新型微带螺旋线谐振器电容加载示意图。
图3为本实用新型手机频段带阻滤波器实测、仿真曲线对比图。
图中标注为：1、SMA头；2、盒体；3、介质板；4、主传输线；5、微带螺旋谐振器；C1-C5均为耦合电容。
具体实施方式
如图1所示，一种基于微带螺旋线的手机频段带阻滤波器，包括介质板、盒体2以及SMA头1，介质板3采用敷铜板，所述介质板上蚀刻有微带电路，所述的微带电路包括主传输线4和微带螺旋线谐振器5。
所述微带螺旋线谐振器加载在主传输线两侧，微带螺旋线谐振器与主传输线通过缝隙耦合，耦合间距为0.1~0.5mm；同侧两相邻微带螺旋线谐振器的两个中心点之间的距离为滤波器中心工作频率对应波长的四分之一，例如：若所述滤波器工作频率为800~900MHz，则滤波器的中心工作频率为850 MHz，则同侧两相邻微带螺旋线谐振器的两个中心点之间的距离为66毫米。
所述介质板通过导电胶粘于盒体底部，所述SMA头通过螺纹固定于盒体两侧，所述SMA头内的导体穿过盒体两端头内孔与主传输线相连。
信号经过SMA头、主传输线传入滤波器，经过微带螺旋线谐振器时，受微带螺旋线谐振器谐振特性的影响，特定频率的信号被耦合进入微带螺旋线谐振器，产生谐振，大部分在谐振频率附近的信号被吸收，离谐振频率越远的信号被吸收越少，从而产生一个陷波频谱，通过将多个这样的微带螺旋线谐振器级联，即可构成带阻滤波器。
相对于传统的微带直枝节谐振器，微带螺旋线谐振器能有效提高谐振器的Q值，其原理可以分析如下：如图2所示，微带螺旋线谐振器与主传输线的耦合臂长度比直枝节长，这就意味着其耦合电容C1比直枝节谐振器大，同时，微带螺旋线谐振器的谐振臂之间也会产生耦合电容，如图2中的C2-C5，由于耦合电容能对枝节长度具有缩短效应，这就意味着微带螺旋线谐振器比直枝节谐振器短；另外，由于耦合臂比较长，耦合进入谐振器的能量多，谐振器衰减的能量大，谐振器的Q值也比直枝节谐振器大。
通过具体实施和实验对本实用新型作进一步阐述。
如图3所示，介质板厚度为2mm，微带主传输线按照50欧姆阻抗设计，谐振器耦合臂长度为20mm，螺旋谐振臂之间以及螺旋线谐振器与主传输线之间的距离为0.5mm，螺旋线谐振器的微带线为宽度1mm，主传输线两侧加载8个相同的微带螺旋线谐振器的结构，主传输线同侧相邻的微带螺旋线谐振器之间的距离为66mm，仿真曲线和实测曲线如图3所示，横轴为频率，单位为GHz，纵轴为衰减值，单位为dB。
仿真数据与实测数据对比表格如下：
| 频率 | S21 measured | S21 simulated |
| 0.8 | -0.3 | -0.102 |
| 0.81 | -0.34 | -0.124 |
| 0.82 | -0.345 | -0.15 |
| 0.83 | -0.349 | -0.22 |
| 0.84 | -0.405 | -0.254 |
| 0.85 | -0.482 | -0.272 |
| 0.86 | -0.497 | -0.3 |
| 0.87 | -0.508 | -0.32 |
| 0.88 | -0.566 | -0.342 |
| 0.89 | -0.6 | -0.375 |
| 0.9 | -0.66 | -0.38 |
| 0.91 | -0.7 | -0.407 |
| 0.92 | -0.8 | -0.485 |
| 0.93 | -4 | -2 |
| 0.935 | -20 | -15 |
| 0.94 | -67.9 | -57.9 |
| 0.945 | -60 | -65 |
| 0.95 | -69.2 | -59.2 |
| 0.955 | -60.6 | -60.6 |
| 0.96 | -66.6 | -66.6 |
| 0.965 | -25 | -35 |
| 0.97 | -5 | -6.2 |
| 0.98 | -0.8 | -0.82 |
| 0.99 | -0.7 | -0.477 |
| 1 | -0.69 | -0.438 |
| 1.01 | -0.66 | -0.395 |
| 1.02 | -0.605 | -0.34 |
| 1.03 | -0.59 | -0.312 |
| 1.04 | -0.582 | -0.3 |
| 1.05 | -0.564 | -0.26 |
| 1.06 | -0.52 | -0.24 |
| 1.07 | -0.44 | -0.23 |
| 1.08 | -0.405 | -0.185 |
| 1.09 | -0.394 | -0.166 |
| 1.1 | -0.35 | -0.11 |
由图3可知，仿真结果和实测结果一致性较好，实测带阻滤波器阻带在935-960MHz左右，在940-960MHz频带内信号抑制60dB以上，较好地实现了带阻滤波功能，且过渡带陡峭。实测结果与仿真结果相比，滤波器中心频率稍有偏移，这是由于实际机械加工、及制板精度所致，不是滤波器设计本身的问题。
Claims (4)
1.一种基于微带螺旋线的手机频段带阻滤波器，包括介质板、盒体以及SMA头，其特征在于：所述介质板上蚀刻有微带电路，所述的微带电路包括主传输线和微带螺旋线谐振器。
2.如权利要求1所述的一种基于微带螺旋线的手机频段带阻滤波器，其特征在于：所述微带螺旋谐振器的谐振器枝节为螺旋线。
3.如权利要求1所述的一种基于微带螺旋线的手机频段带阻滤波器，其特征在于：所述微带螺旋线谐振器加载在主传输线两侧，微带螺旋线谐振器与主传输线通过缝隙耦合，耦合间距为0.1~0.5mm；同侧两相邻微带螺旋线谐振器的两个中心点之间的距离为滤波器中心工作频率对应波长的四分之一。
4.如权利要求1所述的一种基于微带螺旋线的手机频段带阻滤波器，其特征在于：所述介质板通过导电胶粘于盒体底部，所述SMA头通过螺纹固定于盒体两侧，所述SMA头内的导体穿过盒体两端头内孔与主传输线相连。
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|---|---|---|---|---|
| CN106848503A (zh) * | 2017-03-24 | 2017-06-13 | 中国振华集团云科电子有限公司 | 薄膜滤波器及薄膜滤波器制造方法 |
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