CN216850267U - 一种基于多枝节加载的宽阻带四模宽带滤波器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及滤波器技术领域，公开了一种基于多枝节加载的宽阻带四模宽带滤波器，括谐振器、第一加载枝节、第二加载枝节和第三加载枝节，谐振器顶部连接有第一加载枝节，谐振器底部连接有第二加载枝节和第三加载枝节；第一加载枝节包括第一枝节头和第一枝节，第一枝节头和第一枝节连接后形成T型枝节；第二加载枝节包括第二枝节头和第二枝节A、第二枝节B和第三枝节C，第二枝节A、第二枝节B和第三枝节C依次连接，第二枝节头和第二枝节A连接后形成T型枝节；第三加载枝节包括第三枝节头和第三枝节A、第三枝节B和第三枝节C，第三枝节A、第三枝节B和第三枝节C依次连接，第三枝节头和第三枝节A连接后形成T型枝节。

Description

一种基于多枝节加载的宽阻带四模宽带滤波器

技术领域

本实用新型涉及滤波器技术领域，具体地说，是一种基于多枝节加载的宽阻带四模宽带滤波器，用于根据实际需求通过改变阶跃阻抗谐振器的尺寸确定通带的频率范围，通过改变加载枝节的尺寸优化滤波器性能。

背景技术

滤波器是通信系统中不可或缺的一个器件，它的作用主要是通过有用信号滤除无用信号。无线电通信技术的飞速发展，伴随着业务量的巨大增加，因此寻求宽频段通信是提高信道容量的有效方法。

相关研究人员提出了多种实现宽带滤波器的方法：

（1）将高通滤波器和低通滤波器进行级联，该结构具有很好的宽带效应和带外性能；

（2）是基于短路支节加载的滤波器，该结构具有很好的宽带效应，同时通过增加短路枝节的阶数提高滤波器的性能；

（3）是基于多模谐振器进行设计，该结构上可以实现小型化。

但这些技术方案主要有以下不足之处：

1. 将高通滤波器和低通滤波器进行级联，该结构的缺点是滤波器体积较大，而且插入损耗也很大；

2. 基于短路支节加载的滤波器，该结构提高性能的方法是增加短路枝节的阶数，但增加到一定的阶数之后，滤波器的性能提升很有限；

3. 基于双模或多模谐振理论设计的滤波器虽然在一定程度上可以小型化，但是滤波器的带外性能一般，需要结合其他方式来提升性能。

因此，为了解决上述问题，本实用新型提供了一种基于多枝节加载的宽阻带四模宽带滤波器，用于根据实际需求通过改变阶跃阻抗谐振器的尺寸确定通带的频率范围，通过改变加载枝节的尺寸优化滤波器性能，在以后的宽阻带宽带滤波器设计中推荐使用这种方式来实现滤波器的小型化。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种基于多枝节加载的宽阻带四模宽带滤波器，根据实际需求通过改变阶跃阻抗谐振器的尺寸确定通带的频率范围，通过改变加载枝节的尺寸优化滤波器性能。

本实用新型通过下述技术方案实现：一种基于多枝节加载的宽阻带四模宽带滤波器，包括谐振器、第一加载枝节、第二加载枝节和第三加载枝节，谐振器顶部连接有第一加载枝节，谐振器底部连接有第二加载枝节和第三加载枝节；

谐振器的两个引脚弯折后形成第一弯折脚和第二弯折脚；第一加载枝节包括第一枝节头和第一枝节，第一枝节头和第一枝节连接后形成T型枝节；

第二加载枝节包括第二枝节头和第二枝节A、第二枝节B和第三枝节C，第二枝节A、第二枝节B和第三枝节C依次连接，第二枝节头和第二枝节A连接后形成T型枝节；第三加载枝节包括第三枝节头和第三枝节A、第三枝节B和第三枝节C，第三枝节A、第三枝节B和第三枝节C依次连接，第三枝节头和第三枝节A连接后形成T型枝节。

本技术方案通过在谐振器上加载T型枝节构成一个多模谐振器；通过对谐振器进行折叠的方法能使产品的体积大大减小，可以节省空间和在一定程度上也可以节省成本。根据实际需求通过改变谐振器的尺寸确定通带的频率范围，通过改变加载枝节的尺寸优化滤波器性能，在以后的宽阻带宽带滤波器设计中推荐使用这种方式来实现。

为了更好地实现本实用新型，进一步地，谐振器为阶跃阻抗谐振器。

为了更好地实现本实用新型，进一步地，第二加载枝节和第三加载枝节呈镜像设置。

为了更好地实现本实用新型，进一步地，第二枝节A的一端与第二枝节头连接，第二枝节A的另一端和第二枝节B的一端垂直连接，第二枝节B的另一端和第二枝节C的一端垂直连接，且第二枝节C的另一端远离第二枝节头设置并与谐振器的底部连接。

为了更好地实现本实用新型，进一步地，第三枝节A的一端与第三枝节头连接，第三枝节A的另一端和第三枝节B的一端垂直连接，第三枝节B的另一端和第三枝节C的一端垂直连接，且第三枝节C的另一端远离第三枝节头设置并与谐振器底部连接。

为了更好地实现本实用新型，进一步地，第一弯折脚的弯折角度为90度。

为了更好地实现本实用新型，进一步地，第二弯折脚的弯折角度为90度。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本实用新型通过在阶跃阻抗谐振器上加载枝节的四模谐振器构建滤波器的宽带；

（2）本实用新型通过对谐振器折叠，可以减小滤波器体积，降低成本；

（3）本实用新型通过在阶跃阻抗谐振器上下加载T型枝节，实现滤波器的超宽阻带，提高了滤波器的带外抑制性能。

附图说明

本实用新型结合下面附图和实施例做进一步说明，本实用新型所有构思创新应视为所公开内容和本实用新型保护范围。

图1为本实用新型提供的一种基于多枝节加载的宽阻带四模宽带滤波器的折叠后的谐振器示意图。

图2为本实用新型提供的一种基于多枝节加载的宽阻带四模宽带滤波器的弱耦合条件下的谐振器的谐振曲线图。

图3为本实用新型提供的一种基于多枝节加载的宽阻带四模宽带滤波器的滤波器频率响应曲线图。

图4为本实用新型提供的一种基于多枝节加载的宽阻带四模宽带滤波器的滤波器结构参数图。

其中：1、谐振器；1-1、第一弯折脚；1-2、第二弯折脚；2、第一加载枝节；2-1、第一枝节头；2-2、第一枝节；3、第二加载枝节；3-1、第二枝节头；3-2、第二枝节A；3-3、第二枝节B；3-4、第二枝节C；4、第三加载枝节；4-1、第三枝节头；4-2、第三枝节A；4-3、第三枝节B；4-4、第三枝节C。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，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，应当理解，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术工作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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；也可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1：

本实施例的一种基于多枝节加载的宽阻带四模宽带滤波器，如图1所示，本实施例包括谐振器1、第一加载枝节2、第二加载枝节3和第三加载枝节4，谐振器1顶部连接有第一加载枝节2，谐振器1底部连接有第二加载枝节3和第三加载枝节4；

谐振器1的两个引脚弯折后形成第一弯折脚1-1和第二弯折脚1-2；

第一加载枝节2包括第一枝节头2-1和第一枝节2-2，第一枝节头2-1和第一枝节2-2连接后形成T型枝节；

第二加载枝节3包括第二枝节头3-1和第二枝节A3-2、第二枝节B3-3和第三枝节C3-4，第二枝节A3-2、第二枝节B3-3和第三枝节C3-4依次连接，第二枝节头3-1和第二枝节A3-2连接后形成T型枝节；第三加载枝节4包括第三枝节头4-1和第三枝节A4-2、第三枝节B4-3和第三枝节C4-4，第三枝节A4-2、第三枝节B4-3和第三枝节C4-4依次连接，第三枝节头4-1和第三枝节A4-2连接后形成T型枝节。

在本实施例中使用一个在谐振器1的上下加载T型枝节，在谐振器1的上方加载一个第一加载枝节2，在谐振器1的下方加载两个加载枝节，分别为第二加载枝节3和第三加载枝节4，经过实验分析，这种结构能够实现滤波器的14GHz的中心频率和57.1%的相对带宽，实现了滤波器DC~9.3GHz可以实现20dB的抑制，20~40GHz可以实现15dB的抑制。

通过对谐振器1的直接进行折叠，实现滤波器的小型化，为了进一步实现滤波器的小型化，将T型加载枝节分别进行折叠。

在弱耦合条件下对谐振器1进行全波电磁仿真。如图2所示，弱耦合条件下在通带频率范围内，滤波器具有四个谐振模式。据此可以通过控制谐振器1的四个谐振模式，构建滤波器的通带，从而对滤波器进行设计，图2中的横轴为频率，单位为GHZ，竖轴为谐振器曲线，单位为dB，可以从图2看出本实用新型的结构能够能够实现滤波器的14GHz的中心频率和57.1%的相对带宽，实现了滤波器DC~9.3GHz可以实现20dB的抑制，20~40GHz可以实现15dB的抑制。

对滤波器进行仿真，结果如图3所示，由图3可知，滤波器实现了整个10~18GHz的带宽，带内最小插损和最大回波损耗分别为为0.26dB和18.7dB。滤波器带外产生了6个传输零点，下边带传输零点位于0GHz和9.36GHz处，上边带传输零点位于20.86GHz、28.38GHz、30.79GHz、36.03GHz处。另外，得益于上阻带范围的4个传输零点，20~37GHz的阻带范围内，滤波器的谐波抑制超过15dB。由频率响应曲线可知，此设计的滤波器具有带损耗小，选择性好、超宽阻带的优点。

如图4所示为滤波器结构参数，单位为毫米，能够以直观的数据支撑本结构的滤波器的仿真结果。

本实用新型通过在谐振器1上加载第一加载枝节2、第二加载枝节3和第三加载枝节4构成一个多模谐振器；通过对谐振器1进行折叠的方法能使产品的体积大大减小，可以节省空间和在一定程度上也可以节省成本。根据实际需求通过改变谐振器1的尺寸确定通带的频率范围，通过改变第二加载枝节3和第三加载枝节4的尺寸优化滤波器性能，在以后的宽阻带宽带滤波器设计中推荐使用这种方式来实现。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上做进一步优化，通过阶跃阻抗形式的馈电结构对谐振器1进行耦合馈电，使用阶跃阻抗谐振器设计结构更加简单，原理也更加清晰。

本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例在实施例1的基础上做进一步优化，第二加载枝节3和第三加载枝节4呈镜像设置的结构能够更好的实现滤波器的小型化，同时仿真的效果最好，此外本实施例中的加载枝节为T型枝节，使用T型枝节的结构产生的谐振现象的原因上也更加清晰。

本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施例在实施例1的基础上做进一步优化，通过在一个阶跃阻抗谐振器1的上下加载第一加载枝节2、第二加载枝节3和第三加载枝节4，实现滤波器带内的四个谐振模式，构建滤波器的通带。

本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。

实施例5：

本实施例在实施例1的基础上做进一步优化，通过在一个阶跃阻抗谐振器1的上下加载第一加载枝节2、第二加载枝节3和第三加载枝节4，实现滤波器带内的四个谐振模式，构建滤波器的通带。

本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。

实施例6-7：

本实施例在实施例1的基础上做进一步优化，在本实施例中对谐振器1的弯折和弯折角度能够更好的实现滤波器的小型化，同时仿真的效果最好。

本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于多枝节加载的宽阻带四模宽带滤波器，其特征在于，包括谐振器（1）、第一加载枝节（2）、第二加载枝节（3）和第三加载枝节（4），所述谐振器（1）顶部连接有第一加载枝节（2），所述谐振器（1）底部连接有第二加载枝节（3）和第三加载枝节（4）；所述谐振器（1）的两个引脚弯折后形成第一弯折脚（1-1）和第二弯折脚（1-2）；所述第一加载枝节（2）包括第一枝节头(2-1)和第一枝节(2-2)，所述第一枝节头(2-1)和第一枝节(2-2)连接后形成T型枝节；所述第二加载枝节（3）包括第二枝节头(3-1)和第二枝节A(3-2)、第二枝节B(3-3)和第二枝节C(3-4)，所述第二枝节A(3-2)、第二枝节B(3-3)和第二枝节C(3-4)依次连接，所述第二枝节头(3-1)和第二枝节A(3-2)连接后形成T型枝节；所述第三加载枝节（4）包括第三枝节头(4-1)和第三枝节A(4-2)、第三枝节B(4-3)和第三枝节C(4-4)，所述第三枝节A(4-2)、第三枝节B(4-3)和第三枝节C(4-4)依次连接，所述第三枝节头(4-1)和第三枝节A(4-2)连接后形成T型枝节。

2.根据权利要求1所述的一种基于多枝节加载的宽阻带四模宽带滤波器，其特征在于，所述谐振器（1）为阶跃阻抗谐振器。

3.根据权利要求1所述的一种基于多枝节加载的宽阻带四模宽带滤波器，其特征在于，所述第二加载枝节（3）和第三加载枝节（4）呈镜像设置。

4.根据权利要求1所述的一种基于多枝节加载的宽阻带四模宽带滤波器，其特征在于，所述第二枝节A(3-2)的一端与第二枝节头(3-1)连接，所述第二枝节A(3-2)的另一端和第二枝节B（3-3）的一端垂直连接，所述第二枝节B（3-3）的另一端和第二枝节C（3-4）的一端垂直连接，且第二枝节C（3-4）的另一端远离第二枝节头（3-1）设置并与所述谐振器（1）的底部连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于多枝节加载的宽阻带四模宽带滤波器，其特征在于，所述第三枝节A(4-2)的一端与第三枝节头(4-1)连接，所述第三枝节A(4-2)的另一端和第三枝节B(4-3)的一端垂直连接，所述第三枝节B(4-3)的另一端和第三枝节C（4-4）的一端垂直连接，且第三枝节C（4-4）的另一端远离第三枝节头(4-1)设置并与谐振器（1）底部连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于多枝节加载的宽阻带四模宽带滤波器，其特征在于，所述第一弯折脚（1-1）的弯折角度为90度。

7.根据权利要求1所述的一种基于多枝节加载的宽阻带四模宽带滤波器，其特征在于，所述第二弯折脚（1-2）的弯折角度为90度。

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