CN210129571U - 一种具有传输零点的介质同轴低通滤波器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型基于表面部分敷金属的介质谐振器，提出了一种具有传输零点的介质同轴低通滤波器,其包括一个输入端口和一个输出端口，一根连接输入、输出端口的金属杆，固定在金属杆上的多个表面部分敷金属介质谐振器以及一个金属外壳。与传统金属同轴低通滤波器相比，表面部分敷金属介质谐振器的特有结构使得滤波边带处产生了一个传输零点，从而使得边带滚降系数大大提高，同时阻带抑制在整个阻带范围内有所提高。以本实用新型中的第一设计实例来说，同为五阶低通滤波器且尺寸相同，传统金属同轴低通滤波器的滚降系数约为48dB/GHz，而本实用新型的边带滚降系数约为364dB/GHz，提高了7.5倍左右；本实用新型的阻带抑制比传统金属同轴低通滤波器提高了至少5dB。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种具有传输零点的介质同轴低通滤波器，属于射频通信滤波技术领域。
背景技术
由于损耗低、阻带宽、功率容量大、结构和设计方法简单等优势，传统金属同轴低通滤波器被广泛应用于移动通信系统基站射频前端中，用以抑制带外干扰、系统间串扰等。传统金属同轴低通滤波器由高、低阻抗线构成，其中，高阻抗线等效为串联电感，低阻抗线等效为并联电容，以实现低通响应。然而，传统金属同轴结构只能设计切比雪夫响应的低通滤波器，其边带滚降系数和阻带抑制有限，有待进一步提高。
实用新型内容
本实用新型针对上述缺陷，目的在于提供一种结构合理，高所设计低通滤波器的滚降系数和阻带抑制的一种具有传输零点的介质同轴低通滤波器。
为此本实用新型采用的技术方案是：一种具有传输零点的介质同轴低通滤波器，所述滤波器包括有输入端口和输出端口，所述滤波器上设置有若干串联设置的高阻抗结构，相邻高阻抗结构之间设置有低阻抗结构和电容结构，对应的低阻抗结构和电容结构并联设置。
进一步的，在所述输入端口和输出端口之间设置有和所述输入端口、输出端口接触的金属杆；
在所述金属杆上设置有若干沿金属杆轴向设置的介质谐振器，所述介质谐振器上设置有金属层；
上述设置形成以下结构形式：输入端口和介质谐振器之间的金属杆、相邻介质谐振器之间的金属杆、介质谐振器和输出端口之间的金属杆形成高阻抗结构，所述各介质谐振器形成低阻抗结构，各介质谐振器上的金属层形成电容结构。
进一步的，所述各介质谐振器上部侧面及上端面的表面设置有上金属层、下部侧面及下端面的表面设置有下金属层，所述上金属层和下金属层形成电容结构。
进一步的，所述上金属层、下金属层形成对称结构形式。
进一步的，所述各介质谐振器上端面的表面设置有上金属层、下端面的表面设置有下金属层，所述上金属层和下金属层形成电容结构。
进一步的，所述金属层为银。
进一步的，所述各介质谐振器固定在所述金属杆上。
本实用新型的优点是：本实用新型用表面部分敷金属的介质谐振器替代传统金属同轴低通滤波器的低阻抗线，利用介质谐振器表面金属之间的串联电容效应引入传输零点，从而提高所设计低通滤波器的滚降系数和阻带抑制。
附图说明
图1为实施例一滤波器的结构示意图。
图2为实施例一的等效电路图。
图3为实施例一和传统金属同轴低通滤波器的仿真结果对比图。
图4为实施例二滤波器的结构示意图。
图5为实施例二的仿真结果图。
图6为实施例三滤波器的结构示意图。
图7为实施例三的仿真结果图。
具体实施方式
一种具有传输零点的介质同轴低通滤波器，所述滤波器包括有输入端口和输出端口，所述滤波器上设置有若干串联设置的高阻抗结构，相邻高阻抗结构之间设置有低阻抗结构和电容结构，对应的低阻抗结构和电容结构并联设置。
进一步的，在所述输入端口和输出端口之间设置有和所述输入端口、输出端口接触的金属杆；
在所述金属杆上设置有若干沿金属杆轴向设置的介质谐振器，所述介质谐振器上设置有金属层；
上述设置形成以下结构形式：输入端口和介质谐振器之间的金属杆、相邻介质谐振器之间的金属杆、介质谐振器和输出端口之间的金属杆形成高阻抗结构，所述各介质谐振器形成低阻抗结构，各介质谐振器上的金属层形成电容结构。
进一步的，所述各介质谐振器上部侧面及上端面的表面设置有上金属层、下部侧面及下端面的表面设置有下金属层，所述上金属层和下金属层形成电容结构。
进一步的，所述上金属层、下金属层形成对称结构形式。
进一步的，所述各介质谐振器上端面的表面设置有上金属层、下端面的表面设置有下金属层，所述上金属层和下金属层形成电容结构。
进一步的，所述金属层为银。
进一步的，所述各介质谐振器固定在所述金属杆上。
下面列举三组实施例，以便更加详细了解本实用新型。
实施例一：
见图1：
图1中所示的五阶低通滤波器结构，来分析本实用新型的工作原理。其包括一个输入宽口P1，一个输出端口P2，表面敷银的第一介质谐振器C1，表面敷银的第二介质谐振器C2，第一介质谐振器C1表面敷银包含两个部分：第一敷银部分S1和第二敷银部分S2，第二介质谐振器C2表面敷银包含两个部分：第三敷银部分S3和第四敷银部分S4，一个金属外壳K1，一根连接输入输出端口的金属杆，该金属杆分为5个部分：从端口1到第一介质谐振器C1的第一段金属杆L1，固定第一介质谐振器C1的第二段金属杆F1，从第一介质谐振器C1到第二介质谐振器C2的第三段金属杆L2，固定第二介质谐振器C2的第四段金属杆F2，从第二介质谐振器C2到输出端口P2的第五段金属杆L3。
本实用新型实例一的等效电路如图2所示。图1中的第一段金属杆L1、第三段金属杆L2、第五段金属杆L3分别形成高阻抗线1、高阻抗线2、高阻抗线3，第一介质谐振器C1和第二介质谐振器C2分别形成低阻抗线1和低阻抗线2，第一介质谐振器C1表面的第一敷银部分S1和第二敷银部分S2之间形成电容1，第二介质谐振器C2表面的第三敷银部分S3和第四敷银部分S4之间也形成电容2。电容1和电容2的引入使得低通响应的边带处产生了传输零点，从而提高了滤波性能的滚降系数和阻带抑制。
通过全波仿真软件HFSS对第一设计实例进行了仿真验证，仿真结果如图3中实心标识的曲线所示。同时，具有与第一设计实例相同尺寸的传统金属同轴低通滤波器的仿真结果如3中空心标识的曲线所示。二者的截止频率均为0.55GHz，通带内回波损耗均在20dB。阻带抑制边带滚降系数R f 按照下式计算：
其中，f 3dB代表3dB衰减所对应的频率，f 30dB代表30dB衰减所对应的频率。按式（1），传统金属同轴低通滤波器的滚降系数约为48dB/GHz，而第一设计实例的滚降系数约为364dB/GHz，提高了7.5倍左右。此外，与传统金属同轴低通滤波器相比，实施例一的阻带抑制有至少5dB的提高。
实施例二：
图4给出了本实用新型介质同轴低通滤波器的第二设计实例。该实例设计了一款七阶低通滤波器，使用了三个表面敷金属的介质谐振器，其仿真结果如图5所示。其滚降系数为1038dB/GHz，约为第一设计实例的2.8倍左右。
实施例三：
前面两个实施例中介质谐振器表面敷金属部分覆盖了介质谐振器的底面和部分侧面，实施例三中介质谐振器的表面敷金属部分只覆盖介质谐振器的部分底面，如图6所示。该设计实例是一个五阶滤波器，其仿真结果如图7所示。截止频率为1GHz，通带回波损耗在20dB左右，滚降系数约为375dB/GHz，与实施例一结果相当。
Claims (7)
1.一种具有传输零点的介质同轴低通滤波器，其特征在于，所述滤波器包括有输入端口和输出端口，所述滤波器上设置有若干串联设置的高阻抗结构，相邻高阻抗结构之间设置有低阻抗结构和电容结构，对应的低阻抗结构和电容结构并联设置。
2.根据权利要求1所述的一种具有传输零点的介质同轴低通滤波器，其特征在于，在所述输入端口和输出端口之间设置有和所述输入端口、输出端口接触的金属杆；
在所述金属杆上设置有若干沿金属杆轴向设置的介质谐振器，所述介质谐振器上设置有金属层；
上述设置形成以下结构形式：输入端口和介质谐振器之间的金属杆、相邻介质谐振器之间的金属杆、介质谐振器和输出端口之间的金属杆形成高阻抗结构，所述各介质谐振器形成低阻抗结构，各介质谐振器上的金属层形成电容结构。
3.根据权利要求2所述的一种具有传输零点的介质同轴低通滤波器，其特征在于，所述各介质谐振器上部侧面及上端面的表面设置有上金属层、下部侧面及下端面的表面设置有下金属层，所述上金属层和下金属层形成电容结构。
4.根据权利要求3所述的一种具有传输零点的介质同轴低通滤波器，其特征在于，所述上金属层、下金属层形成对称结构形式。
5.根据权利要求2所述的一种具有传输零点的介质同轴低通滤波器，其特征在于，所述各介质谐振器上端面的表面设置有上金属层、下端面的表面设置有下金属层，所述上金属层和下金属层形成电容结构。
6.根据权利要求2所述的一种具有传输零点的介质同轴低通滤波器，其特征在于，所述金属层为银。
7.根据权利要求2所述的一种具有传输零点的介质同轴低通滤波器，其特征在于，所述各介质谐振器固定在所述金属杆上。
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