CN205564927U - 一种小型化宽阻带微带低通滤波器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种小型化宽阻带微带低通滤波器通过带耦合结构的阶梯阻抗线组引入传输零点，提高了滤波器的边带选择性，改善了其近端阻带抑制性能。同时，合理地引入小尺寸的开路枝节，有效地拓宽了滤波器的上阻带。本实用新型提出的微带低通滤波器结构紧凑、尺寸小、过渡带陡峭、阻带宽，满足实际工程应用的要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及无线通信技术领域，特别是一种小型化宽阻带微带滤波器。
背景技术
微波低通滤波器是微波通信、雷达、电子对抗等系统中最常见的一种选频器件，起着抑制高频杂散，通过低频信号的作用。低通滤波器常用于系统的前端，保护后面的工作电路，因此要求其过渡带陡峭，阻带宽。同时，为了符合通信系统小型化和轻量化的趋势，对滤波器提出了小型化的设计要求。平面结构的微带滤波器由于其尺寸小、易集成以及便于利用PCB工艺加工等优点得到了广泛应用。因此，频率选择性好、阻带宽的小型化微带低通滤波器具有重要研究意义。
在微带低通滤波器设计中常采用阶梯阻抗线结构，以达到减小尺寸和拓宽阻带的目的。通过调节高阻抗线和低阻抗线之间的阻抗比来拓宽滤波器的上阻带，同时可以减小滤波器尺寸。在介质基板确定的情况下，微带线的阻抗主要取决于其线宽。由于工艺水平的限制，微带线的宽度不能过小，否则不能加工实现。因此，采用这种方法拓宽滤波器的阻带有一定的局限性。
发明内容
本发明的目的是：
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构紧凑、阻带宽、选择性好的微带低通滤波器，以解决现有微带低通滤波器尺寸较大和阻带较窄的问题。
本发明技术方案提供
一种小型化宽阻带微带低通滤波器，包括微带线层1、介质层2、底层金属层3，所述介质层2位于所述微带线层1与底层金属层3之间，其特征在于，所述微带线层1包括输入馈线4，第一阶梯阻抗线组5，第二阶梯阻抗线组6，第三阶梯阻抗线组7，第一开路枝节8，第二开路枝节9，第三开路枝节10，第四开路枝节11，输出馈线12；第一阶梯阻抗线组5由第一等效电感传输线5-1，第一等效电容传输线5-2，第二等效电感传输线5-3组成，其中第一等效电感传输线5-1和第二等效电感传输线5-3之间通过缝隙进行耦合，第一等效电感传输线5-1和第二等效电感传输线5-3均连接第一等效电容传输线5-2；第二阶梯阻抗线组6由第三等效电感传输线6-1，第二等效电容传输线6-2，第四等效电感传输线6-3组成，其中第三等效电感传输线6-1和第四等效电感传输线6-3之间通过缝隙进行耦合，第三等效电感传输线6-1和第四等效电感传输线6-3均连接第二 等效电容传输线6-2；第三阶梯阻抗线组7由第五等效电感传输线7-1，第三等效电容传输线7-2，第六等效电感传输线7-3组成，其中第五等效电感传输线7-1和第六等效电感传输线7-3之间通过缝隙进行耦合，第五等效电感传输线7-1和第六等效电感传输线7-3均连接等第三效电容传输线7-2；输入馈线4与第一等效电感传输线5-1相连，输出馈线12与第六等效电感传输线7-3相连，第一开路枝节8与第一等效电感传输线5-1相连，第三开路枝节10连接在第二等效电感传输线5-3与第三等效电感传输线6-1之间，第四开路枝节11连接在第四等效电感传输线6-3与第五等效电感传输线7-1之间，第二开路枝节9与第六等效电感传输线7-3相连。
本发明的优点是：
本实用新型通过带耦合结构的阶梯阻抗线组引入传输零点，提高了滤波器的边带选择性，改善了其近端阻带抑制性能。同时，合理地引入小尺寸的开路枝节，有效地拓宽了滤波器的上阻带。本实用新型提出的微带低通滤波器结构紧凑、尺寸小、过渡带陡峭、阻带宽，满足实际工程应用的要求。
本实用新型结构新颖，所带来的显著优点是：设计简单、尺寸小；成本低；频率选择性好；插入损耗小；超宽阻带。
本实用新型适用于微波通信、雷达、导航、卫星通信、航天器发射、测试仪表等系统中。
附图说明
下面对本发明附图进行说明：
图1是本实用新型的主视图；
图2是其微带金属面的结构示意图；
图3是其实测电压驻波比曲线；
图4是其实测传输特性曲线。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步说明：
参见图1所示，一种小型化宽阻带微带低通滤波器，包括从上到下的第一层微带1、介质层2和底层金属层3。
参见图2所示，微带金属面包括输入馈线4，阶梯阻抗线组5，阶梯阻抗线组6，阶梯阻抗线组7，开路枝节8，开路枝节9，开路枝节10，开路枝节11，输出馈线12。阶梯阻抗线组5由等效电感传输线5-1，等效电容传输线5-2，等 效电感传输线5-3组成，其中等效电感传输线5-1和5-3之间通过缝隙进行耦合，等效电感传输线5-1和等效电感传输线5-3均连接等效电容传输线5-2。阶梯阻抗线组6由等效电感传输线6-1，等效电容传输线6-2，等效电感传输线6-3组成，其中等效电感传输线6-1和6-3之间通过缝隙进行耦合，等效电感传输线6-1和等效电感传输线6-3均连接等效电容传输线6-2。阶梯阻抗线组7由等效电感传输线7-1，等效电容传输线7-2，等效电感传输线7-3组成，其中等效电感传输线7-1和7-3之间通过缝隙进行耦合，等效电感传输线7-1和等效电感传输线7-3均连接等效电容传输线7-2。输入馈线与等效电感传输线5-1相连，输出馈线12与等效电感传输线7-3相连，开路枝节8与等效电感传输线5-1相连，开路枝节10连接在等效电感传输线5-3与6-1之间，开路枝节11连接在等效电感传输线6-3与7-1之间，开路枝节9与等效电感传输线7-3相连。
图2充分展示了本实用新型提出的小型化宽阻带微带低通滤波器整体结构，其尺寸为12.96mm×8.19mm，约为0.11λg×0.07λg(λg为中心频率对应的波导波长)。
参见图3所示，描述了本实用新型提出的小型化宽阻带微带低通滤波器的实测输入电压驻波比曲线，其中横轴表示其测试的频率范围，纵轴为幅度。
参见图4所示，描述了本实用新型提出的小型化宽阻带微带低通滤波器的实测传输特性曲线，其中横轴表示其测试的频率范围，纵轴为插入损耗(S21)的幅度。从图中可以看出，该低通滤波器通带内的插入损耗约为0.6dB，3dB截止频率为2.8GHz。在4GHz处存在一个传输零点，使滤波器的过渡带陡峭，提高了其边带选择性。-20dB阻带抑制从3.23GHz开始，可延伸至16.8GHz。
本实用新型提出的小型化宽阻带微带低通滤波器通过带耦合结构的阶梯阻抗线组引入传输零点，实现了滤波器的锐截止特性；同时布局紧凑，有效地减小了滤波器的尺寸。合理地加入了阶梯阻抗线开路枝节结构，将滤波器的上阻带延伸至约6倍截止频率处。
Claims (1)
1.一种小型化宽阻带微带低通滤波器，包括微带线层(1)、介质层(2)、底层金属层(3)，所述介质层(2)位于所述微带线层(1)与底层金属层(3)之间，其特征在于，所述微带线层(1)包括输入馈线(4)，第一阶梯阻抗线组(5)，第二阶梯阻抗线组(6)，第三阶梯阻抗线组(7)，第一开路枝节(8)，第二开路枝节(9)，第三开路枝节(10)，第四开路枝节(11)，输出馈线(12)；第一阶梯阻抗线组(5)由第一等效电感传输线(5-1)，第一等效电容传输线(5-2)，第二等效电感传输线(5-3)组成，其中第一等效电感传输线(5-1)和第二等效电感传输线(5-3)之间通过缝隙进行耦合，第一等效电感传输线(5-1)和第二等效电感传输线(5-3)均连接第一等效电容传输线(5-2)；第二阶梯阻抗线组(6)由第三等效电感传输线(6-1)，第二等效电容传输线(6-2)，第四等效电感传输线(6-3)组成，其中第三等效电感传输线(6-1)和第四等效电感传输线(6-3)之间通过缝隙进行耦合，第三等效电感传输线(6-1)和第四等效电感传输线(6-3)均连接第二等效电容传输线(6-2)；第三阶梯阻抗线组(7)由第五等效电感传输线(7-1)，第三等效电容传输线(7-2)，第六等效电感传输线(7-3)组成，其中第五等效电感传输线(7-1)和第六等效电感传输线(7-3)之间通过缝隙进行耦合，第五等效电感传输线(3-1)和第六等效电感传输线(7-3)均连接第三等效电容传输线(7-2)；输入馈线4与第一等效电感传输线(5-1)相连，输出馈线(12)与第六等效电感传输线(7-3)相连，第一开路枝节(8)与第一等效电感传输线(5-1)相连，第三开路枝节(10)连接在第二等效电感传输线(5-3)与第三等效电感传输线(6-1)之间，第四开路枝节(11)连接在第四等效电感传输线(6-3)与第五等效电感传输线(7-1)之间，第二开路枝节(9)与第六等效电感传输线(7-3)相连。
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