CN204885377U - 一种交指耦合馈线折叠加载短路枝节双通带滤波器 - Google Patents

一种交指耦合馈线折叠加载短路枝节双通带滤波器 Download PDF

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王楠
阎毓杰
佘亚军
张华�
耿伟智
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Abstract

本实用新型提供一种交指耦合馈线折叠加载短路枝节双通带滤波器，该滤波器能够实现双通带滤波，使用折叠结构，体积紧凑，有利于实现滤波器的小型化设计。该滤波器，主要由双馈线输入端、双馈线输出端及两个折叠加载短路枝节谐振器构成；所述谐振器为折叠结构，由一个半波长谐振器和一个加载短路枝节组成，半波长谐振器包括臂A和臂B，其中臂B为n形结构；加载短路枝节连接于臂A与臂B之间；所述两个折叠加载短路枝节谐振器横向排布且形成中心对称，一谐振器的臂A位于双馈线输入端的两馈线之间，另一谐振器的臂A位于双馈线输出端的两馈线之间。

Description

一种交指耦合馈线折叠加载短路枝节双通带滤波器
技术领域
本实用新型涉及微波无源器件技术领域，具体涉及一种交指耦合馈线折叠加载短路枝节双通带滤波器。
背景技术
随着无线通信技术的日新月异，多通带、小型化、高带外抑制度的通信设备在实际应用中得到越来越多的青睐，这对作为设备关键组件之一的滤波器提出了更高的要求。多通带、小型化、高带外抑制度的微波滤波器技术成为目前研究的热点。近些年，随着学者对双模甚至多模的谐振器特性研究的深入，发现多模谐振器在多频滤波器的设计中有极为广阔的前景。由于双模谐振器两个模式谐振频率可控，以及电尺寸较小的特点，在多通带滤波器的设计应用中，成为经常使用的谐振器形式。通过控制双模谐振器的微扰阻抗、电长度，进而合理分配其奇偶模谐振频率可以实现高性能的双通带甚至多通带滤波响应。
相对于单通带滤波器，多通带滤波器频率响应具有多个通带，能满足无线通信向多频段、多模式方向发展的需求，能够降低微波电路设计复杂程度，简化多频段通信系统的结构，降低成本，有利于实现整体系统的小型化。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供一种交指耦合馈线折叠加载短路枝节双通带滤波器，该滤波器能够实现双通带滤波，使用折叠结构，体积紧凑，有利于实现滤波器的小型化设计。
实现本实用新型的技术方案如下：
一种交指耦合馈线折叠加载短路枝节双通带滤波器，主要由双馈线输入端、双馈线输出端及两个折叠加载短路枝节谐振器构成；
所述谐振器为折叠结构，由一个半波长谐振器和一个加载短路枝节组成，半波长谐振器包括臂A和臂B，其中臂B为n形结构；加载短路枝节连接于臂A与臂B之间；
所述两个折叠加载短路枝节谐振器横向排布且形成中心对称，其中一谐振器的臂A位于双馈线输入端的两馈线之间，另一谐振器的臂A位于双馈线输出端的两馈线之间。
有益效果：
本实用新型双通带滤波器采用加载短路枝节结构得到的偶模谐振频率。相比于开路枝节，同样的偶模谐振频率，加载短路枝节尺寸更小，更紧凑，双通带滤波器采用折叠结构，有利于实现滤波器的小型化设计。
附图说明
图1(a)加载短路枝节谐振器，(b)折叠加载短路枝节谐振器；
图2为图1(a)和(b)两种谐振器所对应频率响应图；
图3为交指耦合馈线折叠加载短路枝节双通带滤波器结构图；
图4为交指耦合线馈线的双通带滤波器仿真与测量结果对比图。
具体实施方式
本实用新型设计了一种交指耦合馈线加载短路枝节折叠双通带滤波器。
图1(a)为加载短路枝节谐振器的结构示意图，图1(b)为折叠加载短路枝节谐振器的结构示意图，该谐振器采用折叠结构，由一个半波长谐振器和一个加载短路枝节组成，半波长谐振器包括宽度为W1，长度为L1的A、B两个臂，其中臂B折叠成n形，加载短路枝节宽度为W，长度为L，位于A、B之间，图2给出了对应的频率响应。
令加载短路枝节谐振器L1固定，改变加载枝节长度L。从图2中可以看出，随着短路枝节长度L的增加，频率较低的偶模谐振频率向低频处移动，而频率较高的奇模谐振频率不受影响。由此可见，频率较低的奇模谐振频率由长度为L1+L的四分之一波长短路线确定，频率较高的偶模谐振频率可由长度为L1的四分之一波长短路线确定。
基于上述分析，本实用新型使用折叠加载短路枝节的谐振器设计了双通带滤波器，滤波器采用对称的零度馈电结构，引入带外传输零点；本实用新型一种交指耦合馈线折叠加载短路枝节双通带滤波器，整体结构如图3所示，
主要由双馈线输入端、双馈线输出端及两个折叠加载短路枝节谐振器构成；
所述谐振器为折叠结构，由一个半波长谐振器和一个加载短路枝节组成，半波长谐振器包括臂A和臂B，其中臂B为n形结构；加载短路枝节连接于臂A与臂B之间；
所述两个折叠加载短路枝节谐振器横向排布且形成中心对称，一谐振器的臂A位于双馈线输入端的两馈线之间，另一谐振器的臂A位于双馈线输出端的两馈线之间。
本实用新型两个折叠加载短路枝节谐振器构成双模双通带滤波器的两个谐振腔，按横“日”字形排放。由于谐振器的折叠结构，使得L3可以缩小，从而减小滤波器的尺寸。滤波器在输入/输出端口采用双馈线结构，端口的两条馈线与谐振器两臂呈交趾形结构，增加输入/输出端口耦合强度，还额外引入了交叉耦合。本实用新型折叠加载短路枝节双通带滤波器两个通带频率分别由奇、偶模谐振频率确定。奇、偶两个谐振模式正交，没有耦合，相互之间不会影响。奇模谐振频率可通过调整谐振器长度控制，偶模谐振频率可通过调整谐振器加载的短路枝节长度控制。所以，两个通带可以独立调整，双通带频率的设计比较灵活。
令Z1＝2Z2＝120Ω，可以得到图1中折叠谐振单元对应的结构参数，如表1所示。
表1加载开路枝节谐振器结构参数
该双通带滤波器工作于1GHz和1.5GHz，两个通带的中心插耗分别为0.67dB和0.69dB，带外有三个传输零点，分别位于0.75GHz、1.22GHz、1.7GHz，极大的改善了滤波器的带外特性，提高了通带的带外陡峭
整个结构的尺寸为60mm×26mm，在图4中给出了双馈线加载开路枝节双通带滤波器的仿真曲线和实测曲线对比图。该双通带滤波器工作于1.5GHz和2.5GHz，从仿真结果中，两个通带的中心插耗分别为0.67dB和0.69dB。在实测曲线中，两个通带分别位于1.4GHz-1.6GHz、2.4GHz-2.65GHz，通带中心频率插耗都是为-1dB和-0.9dB，三个零点分别位于1.3GHz、1.78GHz、3.46GHz。
采用交指耦合线馈线结构设计的双通带滤波器在通带间及带外能引入更多的传输零点，有更好的带外陡峭特性。滤波器整体采用折叠结构，体积小，布局紧凑。通过控制两条耦合馈线的长度，可以调整通带的带宽及传输零点位置，达到调整通带特性，增加带外陡峭度的目的。控制谐振器奇、偶模频率，可以控制滤波器两个通带位置。
(1)本实用新型加载短路枝节双通带滤波器，能够实现双通带响应。双通带滤波器使用加载短路枝节谐振器，得到奇、偶模谐振频率，两个通带频率分别由奇、偶模谐振频率确定。
(2)本实用新型加载短路枝节折叠双通带滤波器两个通带频率分别由奇、偶模谐振频率确定。奇、偶两个谐振模式正交，没有耦合，相互之间不会影响。奇模谐振频率可通过调整谐振器长度控制，偶模谐振频率可通过调整谐振器加载的短路枝节长度控制，两个通带可以独立调整，即调整一个通带，不会影响另外一个通带，易于双通带设计。
(3)本实用新型双通带滤波器采用了零度馈电及交指耦合馈线结构，双通带响应引入了5个传输零点，大大改善了滤波器的带外抑制特性，增加了滤波器的带宽。
综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种交指耦合馈线折叠加载短路枝节双通带滤波器，其特征在于，主要由双馈线输入端、双馈线输出端及两个折叠加载短路枝节谐振器构成；
所述谐振器为折叠结构，由一个半波长谐振器和一个加载短路枝节组成，半波长谐振器包括臂A和臂B，其中臂B为n形结构；加载短路枝节连接于臂A与臂B之间；
所述两个折叠加载短路枝节谐振器横向排布且形成中心对称，其中一谐振器的臂A位于双馈线输入端的两馈线之间，另一谐振器的臂A位于双馈线输出端的两馈线之间。
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