CN210516948U - 双零点带通滤波器 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供了一种双零点带通滤波器。该滤波器包括：介质基板、2N个谐振器、输入传输线以及输出传输线；介质基板包括金属接地层和金属微带电路层，金属接地层与金属微带电路层相对设置；每个谐振器包括谐振杆和接地孔，谐振杆的接地端通过接地孔与金属接地层相连；输入传输线、2N个谐振器以及输出传输线布设于金属微带电路上，2N个谐振器沿输入传输线到输出传输线的方向依次布设，第一个谐振器与输入传输线连接，第2N个谐振器与输出传输线连接；其中，N为正整数，N大于等于2。通过相邻谐振器间的耦合在高频端产生传输零点，由谐振杆的结构改变在低频端产生传输零点，实现高频端与低频端均有一个传输零点，使滤波器性能极大提高。
Description
技术领域
本申请实施例涉及射频微波技术领域，尤其涉及一种双零点带通滤波器。
背景技术
随着移动通信、卫星通信及雷达技术的高速发展，微波射频领域对元器件的性能要求越来越高，而滤波器由于可以实现通带的信号通过，并抑制频带外的噪声，直接影响着通信系统噪声性能的优劣，是微波技术中许多设计问题的中心。
然而，电磁波频谱是有限的，现有微波射频领域的应用频段已经相当拥挤，为了应对频率资源日益紧张的现状，滤波器需要拥有更好的性能。现有的滤波器带宽不够宽，结构不够稳定，无法实现在高频端与低频端均有较好的带外抑制，使滤波器的应用受到了一定的限制。
实用新型内容
有鉴于此，本申请实施例所解决的技术问题之一在于提供一种高性能双零点带通滤波器，相邻谐振器间的耦合方式是以感性耦合为主的混合耦合，从而在高频端产生一个传输零点；通过中间两个谐振器中谐振杆结构的改变使得中间两个谐振器间的耦合方式为以容性耦合为主的混合耦合方式,从而在低频端产生一个传输零点，实现了在高频端与低频端均有一个传输零点，使滤波器性能极大提高。
本申请实施例提供了一种双零点带通滤波器，包括：介质基板、2N个谐振器、输入传输线以及输出传输线；所述介质基板包括金属接地层和金属微带电路层，所述金属接地层和金属微带电路层相对设置；每个所述谐振器包括谐振杆和接地孔，所述谐振杆的接地端通过所述接地孔与所述金属接地层相连；所述输入传输线、2N个所述谐振器以及所述输出传输线布设于所述金属微带电路层，2N个所述谐振器沿所述输入传输线到所述输出传输线的方向依次布设，第一个所述谐振器与所述输入传输线连接，第2N个所述谐振器与所述输出传输线连接；其中，N为正整数，N大于等于2。
可选地，在本申请的任一实施例中，第i个所述谐振器与第2N-i+1个所述谐振器的结构形状相同，第N个所述谐振器与第N+1个所述谐振器的非接地端的宽度大于所述接地端的宽度，或者第N个所述谐振器与第N+1个所述谐振器的谐振杆的非接地端向内弯折，成U型结构；其中，i为正整数，i 小于N。
可选地，在本申请的任一实施例中，第i个所述谐振器与第2N-i+1个所述谐振器对称布置，第N个所述谐振器与第N+1个所述谐振器对称布置，其中，i为正整数，i小于N。
可选地，在本申请的任一实施例中，第i个所述谐振器与第2N-i+1个所述谐振器的接地端位于所述金属微带电路层同一侧，第i个所述谐振器与第 i+1个所述谐振器的接地端相对布置。
可选地，在本申请的任一实施例中，2N个所述谐振器的接地端均位于所述金属微带电路层同一侧。
可选地，在本申请的任一实施例中，所述输入传输线及所述输出传输线的结构及形状相同。
可选地，在本申请的任一实施例中，所述输入传输线与输出传输线为抽头式结构或顶片式结构。
可选地，在本申请的任一实施例中，第i个所述谐振器与第2N-i+1个所述谐振器的结构形状相同，第N个所述谐振器与第N+1个所述谐振器的结构形状相同，其中，i为正整数，i小于N。
可选地，在本申请的任一实施例中，谐振器的数量为四个。
可选地，在本申请的任一实施例中，所述谐振器为四分之一波长谐振器。
可选地，在本申请的任一实施例中，所述介质基板通常采用半导体材料或绝缘材料。
本申请实施例的双零点带通滤波器，包括：介质基板、2N个谐振器、输入传输线以及输出传输线；所述介质基板包括金属接地层和金属微带电路层，所述金属接地层和金属微带电路层相对布置；每个所述谐振器包括谐振杆和接地孔，所述谐振杆的接地端通过所述接地孔与所述金属接地层相连；所述输入传输线、2N个所述谐振器以及所述输出传输线布设于所述金属微带电路层上，2N个所述谐振器在所述金属微带电路层上沿所述输入传输线到所述输出传输线的方向依次布设，第一个所述谐振器与所述输入传输线连接，第2N个所述谐振器与所述输出传输线连接；且第i个所述谐振器与第2N-i+1 个所述谐振器的结构形状相同，第N个所述谐振器与第N+1个所述谐振器的结构形状相同，第N个谐振器与第N+1个谐振器的非接地端的宽度大于所述接地端的宽度或谐振杆的非接地端向内弯折，成U型结构；其中，N、i为正整数，N大于等于2，i小于N。该滤波器相邻谐振器间的耦合方式是以感性耦合为主的混合耦合，从而在高频端产生一个传输零点；通过中间两个谐振器中谐振杆的结构的改变使得中间两个谐振器的耦合方式为以容性耦合为主的混合耦合方式，从而在低频端产生一个传输零点，实现在高频端与低频端均有一个传输零点，使滤波器性能极大提高。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为根据本申请第一实施例所示的双零点带通滤波器的结构示意图；
图2为根据本申请第二实施例所示的双零点带通滤波器的结构示意图。
具体实施方式
实施本申请实施例的任一技术方案必不一定需要同时达到以上的所有优点。
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
下面结合本申请实施例附图进一步说明本申请实施例具体实现。
图1为根据本申请第一实施例所示的双零点带通滤波器的结构示意图，如图1所示，该双零点带通滤波器包括：介质基板101、2N个谐振器102、输入传输线103以及输出传输线104。所示介质基板101包括金属接地层和金属微带电路层，所述金属接地层与金属微带电路层相对布置；每个所述谐振器102包括谐振杆112和接地孔122，所述谐振杆112的接地端通过所述接地孔122与所述金属接地层相连。所述输入传输线103、2N个所述谐振器102以及所述输出传输线104布设于所述金属微带电路层上，2N个所述谐振器102 沿所述输入传输线103到所述输出传输线104的方向依次布设，第一个所述谐振器102与所述输入传输线103连接，第2N个所述谐振器102与所述输出传输线104连接。且第i个所述谐振器102与第2N-i+1个所述谐振器102的结构形状形同，第N个所述谐振器102与第N+1个所述谐振器102的非接地端的宽度大于所述接地端的宽度，或者第N个所述谐振器102与第N+1个所述谐振器102的谐振杆112的非接地端向内弯折，成U型结构，其中，N、i 为正整数，N大于等于2，i小于N。
通常，介质基板101的一面为金属接地层(由金属覆盖)，与金属接地层相对的一面为金属微带电路层，输入传输线103、谐振器102以及输出传输线104均布设于金属微带电路层上。
该实施例中，2N个谐振器102沿输入传输线103到输出传输线104的方向从金属微带电路层的一端到另一端依次分布，第一个谐振器102与输入传输线103连接，第2N个谐振器102与输出传输线104连接，第N个谐振器102和第N+1个谐振器102位于依次排列的2N个谐振器102的中间。也就是说，输入传输线103及输出传输线104位于金属微带电路层的两端，输入传输线103与输出传输线104之间依次布设2N个谐振器102，输出传输线 104和输出传输线104分别与其相邻的谐振器102连接。
从输入传输线103的输入端输入滤波器信号，将信号传递到第一个谐振器102，然后由第一个谐振器102开始，沿输入传输线103到输出传输线 104的方向，在相邻的两个谐振器102间，由上一个谐振器102将信号馈入下一个谐振器102，信号在2N个谐振器102间依次传递，直至信号由第2N-1 个谐振器102馈入第2N个谐振器102，然后由第2N个谐振器102输出给输出传输线104，由输出传输线104输出。
该实施例中，通过将2N个谐振器102沿输入传输线103到输出传输线 104的方向依次相邻布设于金属微带电路层上，通过相邻谐振器102间的感性耦合为主的混合耦合方式，在高频端产生一个传输零点，通过位于中间的第N 个谐振器102与第N+1个谐振器102的结构形状的改变，使得第N个谐振器 102与第N+1个谐振器102之间形成以容性耦合为主的混合耦合方式，从而在低频端产生一个传输零点。比如：第N个谐振器102与第N+1个谐振器102的非接地端的宽度大于接地端的宽度，在低频端产生一个传输零点；或者，将第N个谐振器102与第N+1个谐振器102的的非接地端向内弯折，结构形状设计为U型，也可以在低频端产生一个传输零点。
为了方便滤波器信号的输入及输出，将所述输入传输线103、所述输出传输线104相对布设于所述金属微带电路层的两端。所述输入传输线103及所述输出传输线104的结构及尺寸相同，输入传输线103与输出传输线104 均设计为抽头式结构或顶片式结构。本领域技术人员应知悉，在此，并非对输入传输线103与输出传输线104的结构进行限制，任何其它具有同样输入/ 输出效果的设计也包含在本申请的保护范围之内。
输入传输线103的滤波器信号输入端垂直于介质基板101的第一端面，输出传输线104的滤波器信号输处端垂直于介质基板101的第二端面，第一端面和第二端面为介质基板101上相对的两个端面。这样设计，一方面方便与谐振器102间的连接，易于加工走线，另一方面便于滤波器信号的输入输出。
为了使谐振器102的带外抑制性能更好，同时便于在金属微带电路层进行走线，将第i个所述谐振器102与第2N-i+1个所述谐振器102对称布置，第N个所述谐振器102与第N+1个所述谐振器102对称布置；同时，第i个谐振器102与第2N-i+1个谐振器102的结构形状相同，第N个所述谐振器102 与第N+1个所述谐振器102的结构形状相同。比如，N等于2时，滤波器中共有4个谐振器102，4个谐振器102依次布设于金属微带电路层上，中间的两个谐振器102的结构形状相同，对称布置；两边的谐振器102的结构形状相同，对称布置。需要说明的是，谐振器102的数量越多，滤波器的矩形系数越高，谐振器102的带外抑制性能越好。在此，并非限制第i个谐振器102 与第2N-i+1个谐振器102严格按照镜像对称结构布置，实际生产使用过程中，可根据实际情况进行调整。
需要说明的是，每个谐振器102的接地孔122均贯穿谐振器102的谐振杆112和介质基板101，与金属接地层相连，从而实现谐振器102终端接地；谐振器102采用的是四分之一波长谐振器102，具有体积更小，寄生更远，相对带宽更宽的优势。
具体的，第i个所述谐振器102与第2N-i+1个所述谐振器102的接地端位于所述金属微带电路层同一侧，第i个所述谐振器102与第i+1个所述谐振器102的接地端相对布置。也就是说，相邻两个谐振器102的接地端相对布置，而对称布置的两个谐振器102的接地端均位于金属微带电路层上的同一侧，形成交指梳状混合型带通滤波器。
通常，滤波器的介质基板101通常采用半导体材料(如硅片、砷化镓等)或绝缘材料(如陶瓷、罗杰斯基板等)，谐振杆112为金属材料。硅、陶瓷等材料稳定性好，且金属附着能力好，可以减小环境因素对滤波器选频特性的影响，进而保证滤波器的带外抑制能力不受干扰。
图2为根据本申请第二实施例所示的双零点带通滤波器的结构示意图，与图1所示第一实施例不同的是，该实施例中，2N个所述谐振器102的接地端均位于所述金属微带电路层同一侧。也就是说，所有谐振器102的接地端均布设在金属微带电路层的同一侧，形成梳状带通滤波器。
在此，无论滤波器的谐振杆112采用梳状型构成梳状带通滤波器，还是滤波器的谐振杆112采用交指梳状混合型构成交指梳状带通滤波器，信号在2N个沿输入传输线103到输出传输线104的方向依次布设的谐振器102间传递，通过相邻谐振器102间以感性耦合为主的混合耦合方式在高频端产生一个传输零点，通过位于中间的两个谐振器102中谐振杆112的结构的改变，如非接地端的宽度大于所述接地端的宽度或者谐振杆112的非接地端向内弯折，形成U型结构，使中间两个谐振器102间之间形成以容性耦合为主的混合耦合方式，以在低频端产生一个传输零点，实现在高频端与低频端均有一个传输零点，使滤波器的性能得以极大提高。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备及系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的设备及系统实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元提示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述，仅为本申请的一种具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种双零点带通滤波器，其特征在于，包括：介质基板、2N个谐振器、输入传输线以及输出传输线；
所述介质基板包括金属接地层和金属微带电路层，所述金属接地层与所述金属微带电路层相对设置；
每个所述谐振器包括谐振杆和接地孔，所述谐振杆的接地端通过所述接地孔与所述金属接地层相连；
所述输入传输线、2N个所述谐振器以及所述输出传输线布设于所述金属微带电路层上，2N个所述谐振器沿所述输入传输线到所述输出传输线的方向依次布设，第一个所述谐振器与所述输入传输线连接，第2N个所述谐振器与所述输出传输线连接；其中，N为正整数，N大于等于2。
2.根据权利要求1所述的双零点带通滤波器，其特征在于，第i个所述谐振器与第2N-i+1个所述谐振器的结构形状相同，第N个所述谐振器与第N+1个所述谐振器的非接地端的宽度大于所述接地端的宽度，或者第N个所述谐振器与第N+1个所述谐振器的谐振杆的非接地端向内弯折，成U型结构；其中，i为正整数，i小于N。
3.根据权利要求1所述的双零点带通滤波器，其特征在于，第i个所述谐振器与第2N-i+1个所述谐振器对称布置，第N个所述谐振器与第N+1个所述谐振器对称布置，其中，i为正整数，i小于N。
4.根据权利要求3所述的双零点带通滤波器，其特征在于，第i个所述谐振器与第2N-i+1个所述谐振器的接地端位于所述金属微带电路层同一侧，第i个所述谐振器与第i+1个所述谐振器的接地端相对布置。
5.根据权利要求3所述的双零点带通滤波器，其特征在于，2N个所述谐振器的接地端均位于所述金属微带电路层同一侧。
6.根据权利要求1所述的双零点带通滤波器，其特征在于，所述输入传输线及所述输出传输线的结构及形状相同。
7.根据权利要求1所述的双零点带通滤波器，其特征在于，所述输入传输线与输出传输线为抽头式结构或顶片式结构。
8.根据权利要求1所述的双零点带通滤波器，其特征在于，第i个所述谐振器与第2N-i+1个所述谐振器的结构形状相同，第N个所述谐振器与第N+1个所述谐振器的结构形状相同，其中，i为正整数，i小于N。
9.根据权利要求1-8任一所述的双零点带通滤波器，其特征在于，所述谐振器的数量为四个。
10.根据权利要求1-8任一所述的双零点带通滤波器，其特征在于，所述谐振器为四分之一波长谐振器。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |