CN207883884U - 一种超宽阻带微带低通滤波器 - Google Patents
一种超宽阻带微带低通滤波器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种超宽阻带微带低通滤波器。原有七阶低通滤波器横向由1、2、3、4、5号共5段传输线组成，竖向由6、7、8、9、10、11、12、13号共8段，总共13段不同传输线组成，本实用新型采用端口加载并联枝节的方法进行改进，即是在1、2和4、5号传输线之间增加了15、16号横向传输线，1、5号传输线内端增加了14、17号竖向传输线，并对其所有的尺寸进行调谐优化，构成一种超宽阻带微带低通滤波器。本实用新型设计方法简单，成本低，容易集成，经仿真检测，通带内回波损耗较低，阻带超宽，有四个传输零点产生，可以抑制5倍频的寄生通带，实现了滤波器低损耗、宽阻带的性能要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及滤波器领域，特别涉及一种截止频率为2GHz的超宽阻带微带低通滤波器。
背景技术
微波技术在雷达和无线电通信领域的应用得到了飞速的发展，其中的微波滤波器是射频与微波通信系统中最重要的部分，它性能的好坏直接影响到各个系统的工作质量。
滤波器可分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器四类，而低通滤波器是人们最为常用的一种选频器件，它的主要作用是抑制高频信号，通过低频信号，所以可以用来抑制干扰。低通滤波器主要有两种常见的使用方式，一是置于系统接收机的前端，用来限制整个系统的有效工作带宽，使后面的工作电路在合理的宽带范围内工作；另一种是将低通滤波器放置在系统带通滤波器的前面，用来消除带通滤波器产生的寄生通带，同时抑制放大器谐波信号的目的。对于低通滤波器在系统中的应用，人们总是希望它能够拥有低损耗、宽阻带的性能，因此，研制低损耗、宽阻带特性的微波低通滤波器是目前微波集成电路领域中的研究热点。
传统的低通滤波器设计方法比较成熟，改进方案也种类繁多，例如通过改变谐振单元和耦合单元的结构来抑制阻带中的寄生通带，通过改变输入输出抽头和并联四分之一波长的开路短截线，增加滤波器阻带上的传输零点，通过将倒T形并联枝节加载于高阻抗串联传输线一侧构成带阻滤波支路，以抑制阻带中的寄生谐波分量等方法，其目的都是为了获得低插入损耗、宽阻带性能的低通滤波器，因此，低损耗、宽阻带成为人们设计一个低通滤波器评价其性能好坏的关键因素。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种超宽阻带微带低通滤波器，截止频率为2GHz，通带内的回波损耗低于-15dB，阻带在10GHz之前产生4个传输零点，能够抑制阻带中的寄生谐波分量，扩宽阻带，实现射频通信前端低通滤波器的低损耗、宽阻带性能的整体优化。
为解决上述技术问题，本实用新型是在七阶低通滤波器(见图1，尺寸见表1)的基础上进行的改进。原有的七阶低通滤波器横向由1、2、3、4、5号共5段传输线组成，竖向由6、7、8、9、10、11、12、13号共8段，总共13段不同传输线组成，原有七阶低通滤波器还存在回波损耗、端口匹配性及抑制阻带中的寄生等性能不佳的问题。
为了降低通带内的回波损耗，改善端口匹配性能，抑制阻带中的寄生通带及扩宽阻带，本实用新型采用端口加载并联枝节的方法进行改进，即是在1、2和4、5号传输线之间增加了15、16号横向传输线，1、5号传输线内端增加了14、17号竖向传输线，并对其所有的尺寸进行调谐优化，构成一种超宽阻带微带低通滤波器。
本实用新型结构简单，通过简单的工艺就可以加工成型，即可实现滤波器低损耗、宽阻带的设计要求，该方法也同样适用于同类型截止频率为其他数值时低通滤波器的优化设计。
表1七阶低通滤波器微带线尺寸
附图说明
图1是七阶低通滤波器结构示意图。
图2是七阶低通滤波器仿真结果。
图3是改进后的超宽阻带微带低通滤波器结构示意图。
图4是改进后的超宽阻带微带低通滤波器仿真结果。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步的详细说明。
图1是七阶低通滤波器结构示意图，滤波器介质基片厚度为H＝0.7874，介质的相对介电常数ε＝2.2，尺寸参数数值见表1。
如图2，滤波器的截止频率为1.6977GHz，截止提前，通带内最高点的回波损耗为-13.4343dB，数值偏大，过渡带也不够陡峭，在4倍频即6.8GHz附近出现寄生通带，传输零点为3个。
实施例1
本实用新型在图1的基础上作了如下改进(见图1、图3)：原有的七阶低通滤波器横向由1、2、3、4、5号共5段传输线组成，竖向由6、7、8、9、10、11、12、13号共8段，总共13段不同传输线组成。本实用新型采用端口加载并联枝节的方法，即是在1、2和4、5号传输线之间增加了15、16号横向传输线，1、5号传输线内端增加了14、17号竖向传输线，并对其所有的尺寸进行调谐优化，构成一种超宽阻带微带低通滤波器。
其中滤波器基片采用ε＝2.2，H＝0.7874。
本实用新型在截止频率为2GHz时，其具体尺寸见图3、表2。
图4是对本实施例的产品通过HFSS软件仿真得到的仿真结果。由仿真结果可以看出，该低通滤波器通带内的传输特性良好，插入损耗小于0.1dB，截止频率为1.9872GHz，比原始的截止频率增大0.2895GHz，过渡带陡峭，阻带特性得到优化，在‐20dB以下的阻带从2.36GHz一直延伸到11.6058GHz，大部分阻带的抑制超过了30dB，扩宽了阻带的抑制范围，且在10GHz之前有四个传输零点产生，分别位于2.36GHz、2.81GHz、4.98GHz和9.13GHz。滤波器通带内的回波损耗改善效果显著，最高点1.07GHz处的回波损耗为‐20.524dB，比之前的降低了7.0897dB，阻带中的回波损耗在11GHz之前曲线十分平坦，寄生通带抑制效果显著。由此表明，本实用新型超宽阻带微带低通滤波器满足了实际的需求。
表2实施例超宽阻带微带低通滤波器微带线尺寸(优化后)
| 微带线号 | 微带线长度 | 微带线宽度 | 微带线号 | 微带线长度 | 微带线宽度 |
| 1 | 10.5 | 2.42 | 10 | 4.21 | 0.59 |
| 2 | 5 | 0.5 | 11 | 8.75 | 5.025 |
| 3 | 12 | 0.5 | 12 | 8.75 | 5.025 |
| 4 | 5 | 0.5 | 13 | 4.21 | 0.59 |
| 5 | 10.5 | 2.42 | 14 | 5.08 | 2.5 |
| 6 | 1.75 | 0.55 | 15 | 3.5 | 0.5 |
| 7 | 6 | 3.5 | 16 | 3.5 | 0.5 |
| 8 | 3.32 | 2.68 | 17 | 5.08 | 2.5 |
| 9 | 1.66 | 0.5 |
Claims (1)
1.一种超宽阻带微带低通滤波器，原有七阶低通滤波器横向由1、2、3、4、5号共5段传输线组成，竖向由6、7、8、9、10、11、12、13号共8段，总共13段不同传输线组成，其特征在于，采用端口加载并联枝节的方法进行改进，即是在1、2和4、5号传输线之间增加了15、16号横向传输线，1、5号传输线内端增加了14、17号竖向传输线，并对其所有的尺寸进行调谐优化，构成一种超宽阻带微带低通滤波器。
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| CN201820299377.5U CN207883884U (zh) | 2018-03-05 | 2018-03-05 | 一种超宽阻带微带低通滤波器 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114256573A (zh) * | 2021-12-22 | 2022-03-29 | 网络通信与安全紫金山实验室 | 一种微带低通滤波器及其设计方法 |
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2018
- 2018-03-05 CN CN201820299377.5U patent/CN207883884U/zh not_active Expired - Fee Related
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