CN209001095U - 一种分布式吸收带通滤波器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种分布式吸收带通滤波器，属于滤波器技术领域。本实用新型包括上层微带层、中间层介质层和下层屏蔽金属层，微带层形成滤波电路结构，滤波电路结构包括通路和阻带路，通路包括连接于输入端口和输出端口之间的依次串联的三个平行耦合器，分别是第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器，所述阻带路包括连接于第一耦合器的阻带吸收单元和连接于第二耦合器的阻带自由抑制单元，实现了对阻带反射信号的吸收和过渡带处抑制度可调。

Description

一种分布式吸收带通滤波器

技术领域

本实用新型涉及一种分布式吸收带通滤波器，属于滤波器技术领域。

背景技术

滤波器广泛用于电子和微波电路。传统滤波器通常基于将反射波段频率反射到信号源。但是，在混频器和高增益放大器等应用中，阻带信号的反射对其某些部分有害，并对其性能产生不利影响。因此，在某些电路中，最好是吸收带外频率，而不是反射它们。在此基础上，吸收式滤波器可能是有用的和必要的。

但随着频率的升高，电路元件的辐射损耗，导体损耗和介质损耗增加，电路元件的参数也随之变化。当频率提高到其波长和电路的几何尺寸可相比拟时，电场能量和磁场能量的分布空间很难分开，而且连接元件的导线的分布参数就不可忽略，因此用分布参数电路代替集总参数电路很有必要。

所以一些分布式滤波器也就应运而生了。在分布式滤波器中，带通滤波器为常见的类型，然而这些所提出的滤波器的存在一些问题：一是带外吸收效果不好；而是必须增加阶数才能达到好的抑制度，这样既增大了插损又增加了元件数目，导致滤波器整体体积增大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有带通滤波器存在的上述缺陷，提供了一种分布式吸收带通滤波器，在边缘耦合模型基础上，分别在第一耦合器和第二耦合器的开路端分别加上阻带吸收单元和阻带自由抑制单元，实现了对阻带反射信号的吸收和过渡带处抑制度可调。

本实用新型是采用以下的技术方案实现的：

一种分布式吸收带通滤波器，包括上层微带层、中间层介质层和下层屏蔽金属层，所述微带层形成滤波电路结构，所述滤波电路结构包括通路和阻带路，所述通路包括连接于输入端口和输出端口之间的依次串联的三个平行耦合器，分别是第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器，所述阻带路包括连接于第一耦合器的阻带吸收单元和连接于第二耦合器的阻带自由抑制单元。

进一步地，所述第一耦合器中与输入端口连接的微带线节依次串联连接有第一连接微带线和第一终端开路微带线，还设有与第一终端开路微带线并联的终端短路微带线，所述终端短路微带线与第一连接微带线之间连接有衰减器，所述第一连接微带线、第一终端开路微带线、终端短路微带线、衰减器构成阻带吸收单元。

进一步地，所述第二耦合器中的连接于第三耦合器的微带线节的另一端依次串联连接有第二连接微带线和第二终端开路微带线，所述第二连接微带线和第二终端开路微带线构成阻带自由抑制单元。

进一步地，所述三个平行耦合器由两个四分之一波长微带线并行耦合而成。

进一步地，衰减器包括固定电阻元件和/或变阻元件。

进一步地，所述第一终端开路微带线和所述第一终端短路微带线之间形成耦合。

本实用新型的有益效果是：

通过阻带自由抑制单元的设置，设置不同元件的参数达到对过渡带处不同抑制度和带外不同插入损耗的要求；衰减器的设置，能够衰减阻带路中反射信号的能量，使得反射信号无法回到信号源，解决了带外反射信号造成的谐波干扰问题，提升了射频系统的性能。

附图说明

图1为传统边缘耦合带通滤波器拓扑图；

图2为本使用新型分布式吸收带通滤波器的拓扑图；

图3为本实用新型分布式吸收带通滤波器的模型平面结构示意图；

图4为本实用新型分布式吸收带通滤波器的模型立体结构示意图；

图5为本实用新型分布式吸收带通滤波器的S参数特性曲线图。

附图标记说明：

1第一耦合器；2第二耦合器；3第三耦合器；4第一连接微带线；5第一终端开路微带线；6终端短路微带线；7衰减器；8第二连接微带线；9第二终端开路微带线；10输入端口；11输出端口； 12、金属屏蔽层；13、介质层；14、微带层。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，传统四分之一波长微带边缘耦合带通滤波器拓扑图。

如图2所示，本实用新型的分布式吸收带通滤波器包括通路和阻带路，所述通路包括连接于输入端口10和输出端口11之间的依次串联的三个平行耦合器，分别是第一耦合器1、第二耦合器2、第三耦合器3，所述阻带路包括连接于第一耦合器1的阻带吸收单元和连接于第二耦合器2的阻带自由抑制单元，实现对阻带反射信号的吸收和过渡带处抑制度可调。

如图3所示，本实用新型分布式吸收带通滤波器的模型平面结构，第一耦合器1中与输入端口连接的微带线节依次串联连接有第一连接微带线4和第一终端开路微带线5，还设有与第一终端开路微带线5并联的终端短路微带线6，终端短路微带线6与第一连接微带线4之间连接有衰减器7，所述第一连接微带线4、第一终端开路微带线5、终端短路微带线6、衰减器7构成阻带吸收单元，所述第二耦合器2中的连接于第三耦合器3的微带线节的另一端依次串联连接有第二连接微带线8和第二终端开路微带线9，第二连接微带线8和第二终端开路微带线9构成阻带自由抑制单元。

如图4所示，本实用新型实施例模型的尺寸为4mm×4mm，用薄膜电路工艺实现。该工艺的分布吸收式带通滤波器包括金属屏蔽层12、设在所述金属屏蔽层层12上方的氮化铝介质层13、设在所述氮化铝介质层13上方的微带层14，其中所述微带层14包括三个耦合器，两个终端开路微带线，两个连接微带线，一个终端短路微带线6和一个衰减器7；衰减器7利用单一电阻实现。

如图5所示，本实施例滤波器的S参数特性曲线图，图中S11为信号反射系数、S21为信号传播系数；从图5中可以看出，该带通滤波器高于中心频率处的过渡带的对反射信号的吸收在7dB以上，低于中心频率处的过渡带的对反射信号的吸收在9dB以上。特别，低频处的最好的吸收在35dB以上，带外抑制在2f0处达到22dB以上。

本实用新型的分布式吸收带通滤波器可用于微波频段的射频前端，能够对带外反射信号做到很好的吸收，很好的解决了传统滤波器的带外反射到信号源的问题，利用少量微带线也达到了可观的可自由调节的带外抑制度。并且本实用新型用薄膜电路工艺进行建模，精度高，性能好。

需要注意的是，上述具体实施案例仅仅是示例性的，在本实用新型的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施案例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形落在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种分布式吸收带通滤波器，其特征在于，包括上层微带层、中间层介质层和下层屏蔽金属层，所述微带层形成滤波电路结构，所述滤波电路结构包括通路和阻带路，所述通路包括连接于输入端口和输出端口之间的依次串联的三个平行耦合器，分别是第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器，所述阻带路包括连接于第一耦合器的阻带吸收单元和连接于第二耦合器的阻带自由抑制单元。

2.根据权利要求1所述的分布式吸收带通滤波器，其特征在于：所述第一耦合器中与输入端口连接的微带线节依次串联连接有第一连接微带线和第一终端开路微带线，还设有与第一终端开路微带线并联的终端短路微带线，所述终端短路微带线与第一连接微带线之间连接有衰减器，所述第一连接微带线、第一终端开路微带线、终端短路微带线、衰减器构成阻带吸收单元。

3.根据权利要求1所述的分布式吸收带通滤波器，其特征在于：所述第二耦合器中的连接于第三耦合器的微带线节的另一端依次串联连接有第二连接微带线和第二终端开路微带线，所述第二连接微带线和第二终端开路微带线构成阻带自由抑制单元。

4.根据权利要求1所述的分布式吸收带通滤波器，其特征在于：所述三个平行耦合器由两个四分之一波长微带线并行耦合而成。

5.根据权利要求2所述的分布式吸收带通滤波器，其特征在于：所述衰减器包括固定电阻元件和/或变阻元件。

6.根据权利要求2所述的分布式吸收带通滤波器，其特征在于：所述第一终端开路微带线和所述第一终端短路微带线之间形成耦合。