CN204927464U - 一种超宽带通讯发射器及其超宽带滤波器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超宽带通讯发射器及其超宽带滤波器，属于通讯技术领域。所述超宽带滤波器包括矩形片谐振器，所述矩形片谐振器的左右两侧相对中心线对称的设有高阻抗线、交指耦合线及端口馈线；所述高阻抗线的一端与所述矩形片谐振器电连接，另一端与所述交指耦合线耦合；所述交指耦合线的一端与所述高阻抗线耦合，另一端与所述端口馈线电连接。本实用新型的超宽带通讯发射器及其超宽带滤波器的体积较小，可以设置在微带印制电路板上，能够集成在通讯系统中，满足了超宽带滤波器的小型化要求，并且调节方便，能够有效的抑制带外干扰，保证通讯系统的正常工作。

Description

一种超宽带通讯发射器及其超宽带滤波器

技术领域

本实用新型涉及微波通信技术领域，尤其涉及一种超宽带通讯发射器及其超宽带滤波器。

背景技术

随着无线通信技术及多种通讯系统的快速发展，频谱资源的低频段几乎都被分配给了各种制式的通信系统，使得低频段的频谱资源日渐枯竭，在此背景下，超宽带技术及超宽带通信系统开始受到了广泛的关注和深入的研究。在超宽带通信系统中，超宽带滤波器作为核心元件之一，其在滤除带外干扰、抑制镜像频率、维持接收发射系统性能的稳定中起着重要的作用，但是现有技术的超宽带滤波器的体积较大，不能满足人们为了使通信系统的移动设备方便携带，对超宽带滤波器在内的各种射频元件提出的小型化要求，因此有必要提供一种小体积、重量轻、性能好的超宽带滤波器。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提出一种超宽带通讯发射器及其超宽带滤波器，旨在解决现有技术的超宽带滤波器的体积较大，不能满足人们为了使通信系统的移动设备方便携带的缺点。

为实现上述目的，本实用新型提供的一种超宽带滤波器，所述超宽带滤波器包括矩形片谐振器，所述矩形片谐振器的左右两侧相对中心线对称的设有高阻抗线、交指耦合线及端口馈线；所述高阻抗线的一端与所述矩形片谐振器电连接，另一端与所述交指耦合线耦合；所述交指耦合线的一端与所述高阻抗线耦合，另一端与所述端口馈线电连接。

提供一种如上所述的超宽带滤波器，所述超宽带滤波器设置在微带印制电路板上，所述矩形片谐振器设于所述微带印制电路板的中心位置处。

提供一种如上所述的超宽带滤波器，所述高阻抗线为四分之一波长高阻抗线。

提供一种如上所述的超宽带滤波器，每条所述高阻抗线的长度及宽度对应相等；

每条所述的交指耦合线的长度及宽度对应相等；

每条所述的端口馈线的长度及宽度对应相等。

提供一种如上所述的超宽带滤波器，所述矩形片谐振器设于所述微带印制电路板的正面，所述微带印制电路板的反面铺铜。

为实现上述目的，本实用新型还提供一种超宽带通讯发射器，其特征在于，所述超宽带通讯发射器包括依次电连接的上变频单元、如权利要求1至6任一项所述的超宽带滤波器以及信号发射单元，其中，所述上变频单元输出的射频发射信号经所述超宽带滤波器滤波后输入所述信号发射单元，由所述信号发射单元进行发射。

提供一种如上所述的超宽带通讯发射器，所述上变频单元包括数模转换器、频率综合器及混频器：

所述数模转换器用于将数字信号转换成中频模拟信号，并将所述中频模拟信号发送给所述混频器；

所述频率综合器用于产生本振信号，并将所述中频模拟信号发送给所述混频器；

所述混频器用于将接收的模拟信号与本振信号进行上变频，并将产生的射频发射信号输出给所述超宽带滤波器。

提供一种如上所述的超宽带通讯发射器，所述信号发射单元包括依次电连接的第一超宽带功率放大器、第二超宽带放大器以及发射天线：

所述第一超宽带功率放大器接收所述超宽带滤波器滤波后的射频发射信号，将所述射频发射信号进行第一次功率放大后发送给所述第二超宽带放大器；

所述第二超宽带放大器对接收的经第一次功率放大后的射频发射信号进行第二次功率放大后发送给所述发射天线；

所述发射天线将接收到的射频发射信号发射到空间中。

本实用新型的超宽带通讯发射器的超宽带滤波器采用矩形片谐振器，并在矩形片谐振器的左右两端对称的设有高阻抗线、交指耦合线及端口馈线，其体积较小，可以设置在微带印制电路板上，能够集成在通讯系统中，满足了超宽带滤波器的小型化要求，并且调节方便，能够有效的抑制带外干扰，保证通讯系统的正常工作。

附图说明

图1为本实用新型实施例一提供的一种超宽带滤波器的模块结构示意图；

图2为本实用新型实施例一提供的超宽带滤波器的频率响应曲线示意图；

图3为本实用新型实施例二提供的超宽带通讯发射器的结构示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本实用新型实施例一提出超宽带滤波器。该超宽带滤波器设置在微带印制电路板的正面，而微带印制电路板的背面则全部铺铜。

该超宽带滤波器包括设置在微带印制电路板的中心位置处的矩形片谐振器110，该矩形片谐振器110的左右两侧相对其中心线对称的设有高阻抗线120、交指耦合线130及端口馈线140，其中，高阻抗线120的一端与所述矩形片谐振器110电连接，另一端与所述交指耦合线耦合；交指耦合线130的一端与端口馈线140连接，另一端与高阻抗线120耦合。

具体的，高阻抗线120可以采用四分之一波长高阻抗线。

实际应用中，超宽带滤波器的结构为相对于中心线对称的结构，因此设于矩形片谐振器110左侧的高阻抗线120的长度和宽度与设于矩形片谐振器110右侧的高阻抗线120的长度和宽度对应相等；同样的，设于矩形片谐振器110左侧的两条交指耦合线130的长度和宽度与设于矩形片谐振器110右侧的两条交指耦合线130的长度和宽度对应相等；矩形片谐振器110左侧的端口馈线140的长度和宽度与设于矩形片谐振器110右侧的端口馈线140的长度和宽度对应相等。

本实施例中，采用矩形片谐振器可以形成超宽带滤波器工作频段的谐振频率位置，形成超宽带响应，改变矩形片谐振器的长度或者宽度可以在通带两边产生零点，增强超宽带滤波器的频率选择能力。高阻抗线120与交指耦合线130相互耦合，改变它们交叉的深度可以改变超宽带滤波器的带宽。端口馈线140为超宽带滤波器提供通信系统的互联端口，方便通讯系统各射频元件的级联。

本实施例中，超宽带滤波器的频率带宽为7-13.5GHz，相对带宽为75％，可覆盖民用通信系统7-13.5GHz的工作频率范围，而其尺寸仅为0.45λ_g×0.17λ_g，λ_g为中心频率的波长，因此其体积很小，重量轻，加工方便，容易集成在系统中，可以满足通信系统的移动设备方便携带的需求。

下面以如下尺寸的超宽带滤波器为例，结合图2对本实施例的超宽带滤波器的频率响应曲线进行分析。

超宽带滤波器的尺寸参数如下：

矩形片谐振器的公共边长度为6.2mm，宽度为5.6mm；

每条四分之一波长高阻抗线长度为7.2mm，宽度为0.25mm；

每条交指耦合线长度为7.8mm，宽度为0.25mm；

每条端口馈线均采用50欧姆馈线，其长度为3mm，宽度为2.5mm。

请参阅图2，图中S11为输入反射系数，S21为正向传输系数。从图2可以看出，该超宽带滤波器的频率响应带宽为7-13.5GHz，带内插入损耗为-1dB，回波损耗小于-12dB，相对带宽达75％，性能上能够满足通信系统对超宽带滤波器的要求。

本实施例的超宽带滤波器采用矩形片谐振器，并在矩形片谐振器的左右两端对称的设有高阻抗线、交指耦合线及端口馈线，其体积较小，可以设置在微带印制电路板上，能够满足超宽带滤波器的小型化要求，并且调节方便，能够有效的抑制带外干扰，保证通讯系统的正常工作。

请参阅图3，本实用新型实施例二提出了一种超宽带通讯发射器。

该超宽带通讯发射器包括依次电连接的上变频单元310、超宽带滤波器320以及信号发射单元330。

该上变频单元310包括：数模转换器311、频率综合器312及混频器313。数模转换器311将接收到的数字信号转换成中频模拟信号，然后发送给混频器313。频率综合器312产生本振信号，并将本振信号发送给混频器313。数模转换器311发送的中频模拟信号和频率综合器312产生的本振信号同时输入混频器313，由混频器313进行上变频并输出射频发射信号。在此过程中，频率综合器312可以改变输出的本振信号的频率，频率范围从低频一直到高频，带宽很宽，这样射频发射信号的频率变化范围也可以很宽，也就形成了超宽带信号。

超宽带滤波器320采用实施例一的超宽带滤波器，其结构相同，此处不在赘述。

上变频单元310的混频器313将射频发射信号输出至超宽带滤波器320，由超宽带滤波器320滤除混频器输出射频信号中的带外杂散与混频器非线性的高阶产物，得到纯净的射频发射信号。

信号发射单元330包括依次电连接的第一超宽带功率放大器331、第二超宽带放大器332以及发射天线333：第一超宽带功率放大器331接收超宽带滤波器320滤波后的射频发射信号，将该射频发射信号进行第一次功率放大后发送给第二超宽带放大器332；第二超宽带放大器332对接收的经第一次功率放大后的射频发射信号进行第二次功率放大后发送给所述发射天线333，由发射天线333将接收到的射频发射信号发射到空间中。

本实施例的该超宽带通讯发射器的超宽带滤波器采用矩形片谐振器，并在矩形片谐振器的左右两端对称的设有高阻抗线、交指耦合线及端口馈线，其体积较小，可以设置在微带印制电路板上，能够集成在通讯系统中，满足了超宽带滤波器的小型化要求，并且调节方便，能够有效的抑制带外干扰，保证通讯系统的正常工作。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种超宽带滤波器，其特征在于，所述超宽带滤波器包括矩形片谐振器，所述矩形片谐振器的左右两侧相对中心线对称的设有高阻抗线、交指耦合线及端口馈线；所述高阻抗线的一端与所述矩形片谐振器电连接，另一端与所述交指耦合线耦合；所述交指耦合线的一端与所述高阻抗线耦合，另一端与所述端口馈线电连接。

2.根据权利要求1所述的超宽带滤波器，其特征在于，所述超宽带滤波器设置在微带印制电路板上，所述矩形片谐振器设于所述微带印制电路板的中心位置处。

3.根据权利要求2所述的超宽带滤波器，其特征在于，所述高阻抗线为四分之一波长高阻抗线。

4.根据权利要求1至3任一项所述的超宽带滤波器，其特征在于，每条所述高阻抗线的长度及宽度对应相等；

每条所述的交指耦合线的长度及宽度对应相等；

每条所述的端口馈线的长度及宽度对应相等。

5.根据权利要求2所述的超宽带滤波器，其特征在于，所述矩形片谐振器设于所述微带印制电路板的正面，所述微带印制电路板的反面铺铜。

6.一种超宽带通讯发射器，其特征在于，所述超宽带通讯发射器包括依次电连接的上变频单元、如权利要求1至5任一项所述的超宽带滤波器以及信号发射单元，其中，所述上变频单元输出的射频发射信号经所述超宽带滤波器滤波后输入所述信号发射单元，由所述信号发射单元进行发射。

7.根据权利要求6所述的超宽带通讯发射器，其特征在于，所述上变频单元包括数模转换器、频率综合器及混频器：

所述数模转换器用于将数字信号转换成中频模拟信号，并将所述中频模拟信号发送给所述混频器；

所述频率综合器用于产生本振信号，并将所述中频模拟信号发送给所述混频器；

所述混频器用于将接收的模拟信号与本振信号进行上变频，并将产生的射频发射信号输出给所述超宽带滤波器。

8.根据权利要求6所述的超宽带通讯发射器，其特征在于，所述信号发射单元包括依次电连接的第一超宽带功率放大器、第二超宽带放大器以及发射天线：

所述第一超宽带功率放大器接收所述超宽带滤波器滤波后的射频发射信号，将所述射频发射信号进行第一次功率放大后发送给所述第二超宽带放大器；

所述第二超宽带放大器对接收的经第一次功率放大后的射频发射信号进行第二次功率放大后发送给所述发射天线；

所述发射天线将接收到的射频发射信号发射到空间中。