CN204947043U - 微带方形闭环滤波器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及微波传输领域，本实用新型公开了微带方形闭环滤波器，主要解决现有开环结构的微带方形滤波器阻带衰减不大，带外抑制不高的问题。本实用新型的技术方案中，输入端、输出端、n个正方形谐振器、输入端微带线和输出端微带线设于介质基板层正面，输入端和输出端在同一水平面，输入端与第一谐振器耦合连接，输出端和最末谐振器耦合连接，n个正方形谐振器均为闭环结构，排列成一条直线并以该直线的中垂线为对称轴呈对称排布。这样的结构通过将开环谐振器更换为闭环谐振器实现“一腔双模”的功能，谐振器和输入/输出的连接方式由抽头连接更换为耦合连接，提高了微带方形滤波器的带外抑制度，极大的改善了微带方形滤波器的性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及微波传输领域，具体的讲是微带方形闭环滤波器。
背景技术
在现有微波传输领域中通常使用微带线系统，其结构为顶层的信号层103、中间介质基板层102和接地面底层101。信号层103和接地面底层101通常由金属材料构成，可以是金属箔或者金属涂层，信号层为微带线，如图1所示。现有微带方形滤波器采用开环谐振器(谐振器即是拥有特定长度能够发生谐振的微带线)，谐振器与输入/输出端以抽头方式连接，其结构如2所示，图2为一个二阶微带方形开环滤波器，输入端2通过抽头方式与第一谐振器4连接，输出端3通过抽头方式与最末谐振器5连接，第一谐振器4和最末振器5均为开环结构，两开环谐振器等效为并联谐振电路，通过电磁耦合形成带通滤波器，谐振器周长约为滤波器中心频率对应的波长，即信号在微带线中的传输波长。其工作原理为，当输入信号频率等于中心频率时，谐振器并联谐振，对地阻抗较大，有用信号可以通过；当输入信号频率偏离中心频率时，谐振器不谐振，对地阻抗较小，无用的信号到地衰减。这种结构主要缺点在于微带方形开环滤波器阻带衰减不大，带外抑制不高，若提高微带方形开环滤波器阶数，则可以提高微带方形开环滤波器带外抑制，但微带方形开环滤波器插入损耗会增加，体积也会增加，采用开环结构的微带方形滤波器应用会受到限制。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题，就是针对现有技术开环结构的微带方形滤波器阻带衰减不大，带外抑制不高的缺点，提供一种微带方形闭环波器，通过对现有开环结构的微带方形滤波器结构进行改进，改变滤波器和输入/输出端连接方式，提高微带方形滤波器带外抑制特性。
本实用新型解决上述技术问题，采用的技术方案是，微带方形闭环滤波器，包括介质基板层、输入端、输出端、n个正方形谐振器、输入端微带线和输出端微带线，其中输入端、输出端、n个正方形谐振器、输入端微带线和输出端微带线设于介质基板层正面，所述n个正方形谐振器均为闭环结构、大小和结构相同，排列成一条直线并以该直线的中垂线为对称轴呈对称排布，其中n≥2，n为整数。靠近输入端的正方形谐振器为第一谐振器，靠近输出端的正方形谐振器为最末谐振器，所述输入端和输出端位于所述直线上，输入端通过输入端微带线与第一谐振器耦合连接，输出端通过输出端微带线与最末谐振器耦合连接。所述输入端微带线与第一谐振器一边平行并与所述直线垂直，输出端微带线与最末谐振器一边平行并与所述直线垂直，所述输入端微带线和输出端微带线结构和形状相同，并对称分布在所述对称轴两边。第一谐振器和最末谐振器的周长为微带方形闭环滤波器中心频率对应的波长。此结构的优点在于和现有技术微带方形开环滤波器相比较，微带方形闭环滤波器具有“一腔双模”的特征，即同一结构具有两种谐振模式，也就是此结构有两个谐振频率，并且这两谐振频率非常接近，所以利用闭环的这一特性，两阶滤波器相当于四阶滤波器。同时输入端和第一谐振器、输出端和最末谐振器均采用耦合的连接方式，在仿真时通带两侧还会各产生一个传输零点，即衰减极点，从而提高了微带方形闭环滤波器的带外抑制度。
进一步的，输入端与输入端微带线连接点位于输入端微带线的上端或下端，输出端与输出端微带线连接点位于输出端微带线的上端或下端。
进一步的，输入端与输入端微带线连接点位于输入端微带线的中点，输出端与输出端微带线连接点位于输出端微带线的中点。
进一步的，输入端微带线和输出端微带线长度可以调节。通过增加或者减少输入/输出端微带线与谐振器的平行耦合面积来调节滤波器的耦合度。
本实用新型的有益效果是，在基本不改变微带方形开环滤波器尺寸的情况下，通过改变将开环谐振器更换为闭环谐振器，谐振器和输入/输出端的连接方式由抽头连接更换为耦合连接，提高了微带方形闭环滤波器的带外抑制度，极大的改善了微带方形开环滤波器的带外抑制特性。
下面结合附图对本实用新型进一步说明，以使本领域技术人员能够实现本实用新型。
附图说明
图1为微带线系统结构示意图；
图2为现有技术开环结构的微带方形滤波器结构示意图；
图3为实施例1示意图；
图4为现有技术开环结构的微带方形滤波器仿真图；
图5为实施例1仿真图；
图6为实施例2示意图；
图7为实施例3示意图；
具体实施方式
实施例1
1.如图3所示，微带方形闭环滤波器是一款二阶滤波器，其由介质基板层102、输入端2、输出端3、二个正方形谐振器、输入端微带线6和输出端微带线7，其中输入端2、输出端3、二个正方形谐振器、输入端微带线6和输出端微带线7设于介质基板层102正面，所述二个正方形谐振器均为闭环结构、大小和结构相同，排列成一条直线并以该直线的中垂线为对称轴呈对称排布。靠近输入端2的正方形谐振器为第一谐振器4，靠近输出端3的正方形谐振器为最末谐振器5，所述输入端2和输出端3位于所述直线上，输入端2通过输入端微带线6与第一谐振器4耦合连接，输出端3通过输出端微带线7与最末谐振器5耦合连接，所述输入端微带线6与第一谐振器4一边平行并与所述直线垂直，输出端微带线7与最末谐振器5一边平行并与所述直线垂直，所述输入端微带线6和输出端微带线7结构和形状相同，并对称分布在所述对称轴两边。输入端2与输入端微带线6连接的点为输入端微带线6的上端，输出端3与输出端微带线7连接的点为输出端微带线7的上端。第一谐振器4和最末谐振器5的周长为微带方形闭环滤波器中心频率对应的波长。
如图4和图5所示，在相同的传输条件下，微带方形闭环滤波器较之现有技术开环结构的微带方形滤波器在通带两侧还会各产生一个传输零点，即衰减极点，出现衰减的最小值，故微带方形闭环滤波器带较之现有技术开环结构的微带方形滤波器外抑制度得到提高。
使用时，信号经过输入端2通过耦合连接的方式进入第一谐振器4，当输入信号频率等于中心频率时，谐振器并联谐振，阻抗较大，有用信号可以通过；当输入信号频率偏离中心频率时，谐振器不谐振，阻抗较小，无用的信号到地衰减，信号最终通过输出端3输出。
其他偶数阶微带方形闭环滤波器结构参见本实施例的描述。
实施例2
如图3所示，微带方形闭环滤波器是一款三阶滤波器，其由介质基板层102、输入端2、输出端3、三个正方形谐振器、输入端微带线6和输出端微带线7，其中输入端2、输出端3、三个正方形谐振器、输入端微带线6和输出端微带线7设于介质基板层102正面，所述三个正方形谐振器均为闭环结构、大小和结构相同，排列成一条直线并以该直线的中垂线为对称轴呈对称排布。靠近输入端2的正方形谐振器为第一谐振器4，靠近输出端3的正方形谐振器为最末谐振器5，所述输入端2和输出端3位于所述直线上，输入端2通过输入端微带线6与第一谐振器4耦合连接，输出端3通过输出端微带线7与最末谐振器5耦合连接，所述输入端微带线6与第一谐振器4一边平行并与所述直线垂直，输出端微带线7与最末谐振器5一边平行并与所述直线垂直，所述输入端微带线6和输出端微带线7结构和形状相同，并对称分布在所述对称轴两边。输入端2与输入端微带线6连接的点为输入端微带线6的上端，输出端3与输出端微带线7连接的点为输出端微带线7的上端。第一谐振器4和最末谐振器5的周长为微带方形闭环滤波器中心频率对应的波长。
本例其他结构参见实施例1描述。
其他奇数阶微带方形闭环滤波器结构参见本实施例的描述。
实施例3
如图7所示，微带方形闭环滤波器是一款二阶滤波器，仅在图3的基础长增加了输入微带线6和输出微带线7的长度，输入端2与输入微带线6连接点位于输入微带线6的中点，输出端3与输出微带线7连接点位于输出微带线7的中点，提高了输入端2与第一谐振器4、输出端3与最末谐振器5的耦合度。
本例其他结构参见实施例1描述。
其他输入微带线6和输出微带线7长度变化结构参见本实施例的描述。
Claims (4)
1.微带方形闭环滤波器，包括介质基板层(102)、输入端(2)、输出端(3)、n个正方形谐振器、输入端微带线(6)和输出端微带线(7)，其特征在于：所述输入端(2)、输出端(3)、n个正方形谐振器、输入端微带线(6)和输出端微带线(7)设于介质基板层(102)正面，所述n个正方形谐振器均为闭环结构、大小和结构相同，排列成一条直线并以该直线的中垂线为对称轴呈对称排布，其中n≥2，n为整数，靠近输入端(2)的正方形谐振器为第一谐振器(4)，靠近输出端(3)的正方形谐振器为最末谐振器(5)，所述输入端(2)和输出端(3)位于所述直线上，输入端(2)通过输入端微带线(6)与第一谐振器(4)耦合连接，输出端(3)通过输出端微带线(7)与最末谐振器(5)耦合连接，所述输入端微带线(6)与第一谐振器(4)一边平行并与所述直线垂直，输出端微带线(7)与最末谐振器(5)一边平行并与所述直线垂直，所述输入端微带线(6)和输出端微带线(7)结构和形状相同，并对称分布在所述对称轴两边，第一谐振器(4)和最末谐振器(5)的周长为微带方形闭环滤波器中心频率对应的波长。
2.根据权利要求1所述的微带方形闭环滤波器，其特征在于：所述输入端(2)与输入端微带线(6)连接点位于输入端微带线(6)的上端或下端，输出端(3)与输出端微带线(7)连接点位于输出端微带线(7)的上端或下端。
3.根据权利要求1所述的微带方形闭环滤波器，其特征在于：所述输入端(2)与输入端微带线(6)连接点位于输入端微带线(6)的中点，输出端(3)与输出端微带线(7)连接点位于输出端微带线(7)的中点。
4.根据权利要求1所述的微带方形闭环滤波器，其特征在于：输入端微带线(6)和输出端微带线(7)长度可以调节。
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| CN116207465A (zh) * | 2023-03-17 | 2023-06-02 | 重庆邮电大学 | 一种基于碲化锗相变开关的可重构滤波器 |
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