CN218275018U

CN218275018U - 一种小型化窄带滤波器

Info

Publication number: CN218275018U
Application number: CN202222762405.1U
Authority: CN
Inventors: 请求不公布姓名
Original assignee: Shijiazhuang Chuangtian Electronic Technology Co ltd
Current assignee: Shijiazhuang Chuangtian Electronic Technology Co ltd
Priority date: 2022-10-20
Filing date: 2022-10-20
Publication date: 2023-01-10
Anticipated expiration: 2032-10-20

Abstract

本申请涉及一种小型化窄带滤波器，包括介质基板、设在介质基板的第一表面上的接地层以及设在介质基板的第二表面上的微带电路层，微带电路层包括信号输入电路、信号输出电路和多个谐振单元，多对谐振单元在信号输入电路和信号输出电路间间隔设置，谐振单元与接地层连接、信号输入电路和信号输出电路分别与相邻的谐振单元连接。本申请公开的小型化窄带滤波器，通过内置耦合的方式来实现滤波器的小型化和结构的简单化，低端带外矩形系数较好，且带外具有传输零点；高端带外抑制可超过75dBc，可以有效抑制带外杂波。

Description

一种小型化窄带滤波器

技术领域

本申请涉及信号处理技术领域，尤其是涉及一种小型化窄带滤波器。

背景技术

射频微波滤波器作为通信系统的重要组成部分，在射频前端担任着信号选择的重任，目前滤波器已经成为了整个射频前端最重要的组成部分，其性能对整个射频微波系统起着决定性的作用。涉及频率发射和接收的产品一般都需要有滤波器，且随着雷达及无线通讯领域的迅速发展，对滤波器频率控制能力的要求越来越高。

滤波器要求要对特定的频点或频段进行有效滤除，得到一个特定频率的信号，或消除一个特定频率后的信号，其主要起到频率控制的作用，即抑制频带外的噪声，消除无用信号以减小对有用信号产生的干扰。为了提高滤波器抑制噪声的性能，需要引入传输零点，但是目前的滤波器在实现多传输零点滤波时，通常采用额外的附加耦合结构，这会使滤波器的结构复杂，体积增大。

发明内容

本申请提供一种小型化窄带滤波器，通过内置耦合的方式来实现滤波器的小型化和结构的简单化，低端带外矩形系数较好，且带外具有传输零点；高端带外抑制可超过75dBc，可以有效抑制带外杂波。

本申请的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

本申请提供了一种小型化窄带滤波器，包括：

介质基板；

接地层，设在介质基板的第一表面上；以及

微带电路层，设在介质基板的第二表面上，微带电路层包括信号输入电路、信号输出电路和多个谐振单元；

多对谐振单元在信号输入电路和信号输出电路间间隔设置，谐振单元与接地层连接；

信号输入电路和信号输出电路分别与相邻的谐振单元连接。

至少一对谐振单元以混合耦合方式连接；

在本申请的一种可能的实现方式中，谐振单元的数量为六个。

在本申请的一种可能的实现方式中，谐振单元包括开路端、与开路端连接的接地件端和接地件；

接地件的两端分别与接地端和接地层连接。

在本申请的一种可能的实现方式中，与信号输入电路和信号输出电路连接的两对谐振单元中，其中一个谐振单元的开路端与另一个谐振单元的接地件端相邻。

在本申请的一种可能的实现方式中，不与信号输入电路和信号输出电路连接的至少一对谐振单元中，其中一个谐振单元的开路端与另一个谐振单元的开路端相邻。

在本申请的一种可能的实现方式中，两个谐振单元的开路端之间的距离小于两个接地件端之间的距离。

附图说明

图1是本申请提供的一种立体结构示意图。

图2是本申请提供的一种接地层在介质基板上的示意图。

图3是基于图1给出的等效电路图。

图4是本申请提供的一种谐振单元的结构示意图。

图5是本申请提供的一种六阶谐振单元的s2p曲线。

图6是本申请提供的一种常规六阶谐振单元的s2p曲线。

图7是基于图5和图6给出的两种s2p曲线的对比示意图。

图中，1、介质基板，2、接地层，3、微带电路层，31、信号输入电路，32、信号输出电路，33、谐振单元，331、开路端，332、接地件端，333、接地件。

具体实施方式

以下结合附图，对本申请中的技术方案作进一步详细说明。

请参阅图1和图2，为本申请公开的一种小型化窄带滤波器，滤波器由介质基板1、接地层2、微带电路层3、输入电路31、信号输出电路32和谐振单元33等组成，介质基板1的两个端面分别称为介质基板1的第二表面和介质基板1的第一表面。

接地层2位于介质基板1的第一表面上，微带电路层3位于介质基板1的第二表面上，微带电路层3由信号输入电路31、信号输出电路32和多个谐振单元33等组成。

在一些可能的实现方式中，微带电路层3使用溅射电镀的方式进行生产。

在一些可能的实现方式中，接地层2使用溅射电镀的方式进行生产。

信号输入电路31和信号输出电路32的数量均为一个，信号输入电路31和信号输出电路32端口可互换。谐振单元33的数量为多个，这些谐振单元33间隔设在信号输入电路31和信号输出电路32之间，每两个谐振单元33组成一对。每一个谐振单元33通过接地件333与接地层2连接。

信号输入电路31和信号输出电路32分别与相邻的谐振单元33连接。

相邻的谐振单元33之间的连接电路等效于由容性元件和感性元件组成的耦合电路，相邻的谐振器之间通过耦合电路以混合耦合的方式相互连接，该耦合电路起着陷波器的作用，当相邻的谐振器之间的混合耦合方式表现为感性耦合时，该电路的谐振频率处于滤波器通带的高端，就会在滤波器通带的高端产生传输零点，当谐振器之间的混合耦合方式表现为容性耦合时，该电路的谐振频率处于滤波器通带的低端，就会在滤波器的低端产生传输零点，由于陷波器能够产生滤波器通带的低端或者高端的谐振频率，因而能在滤波器通带的低端或高端产生传输零点，因此，本申请提供的方案通过设置高低端阻带的方式有效提高了滤波器的矩形度。

请参阅图1和图3，本申请提供的小型化窄带滤波器在不需要额外的附加耦合结构的情况下，实现了滤波器的高带外抑制，有效提高了滤波器的矩形度，且滤波器具有结构简单，体积小的优势。

请参阅图1，作为申请提供的小型化窄带滤波器的一种具体实施方式，谐振单元33的数量为六个，谐振单元33的对数为三对，以混合耦合方式连接。从信号输入电路31到信号输出电路32的方向上看，第一对谐振单元33与第二对谐振单元33以感性耦合为主的方式连接，第二对谐振单元33与第三对谐振单元33以感性耦合为主的方式连接，六个谐振单元33是满足设计的最少数量。

请参阅图4，作为申请提供的小型化窄带滤波器的一种具体实施方式，谐振单元33由开路端331、与开路端331连接的接地件端332和接地件333三部分组成，接地件333的两端分别与接地端332和接地层2连接，作用是将接地件端332与接地层2连接起来。

开路端331和接地件端332均位于介质基板1的第二表面上，接地件333是贯穿于介质基板的通孔。

第一个谐振单元33和第二个谐振单元33之间，第三个谐振单元33和第四个谐振单元33之间，第五个谐振单元33和第六个谐振单元33通过混合耦合的方式连接，能够在滤波器的信号输入电路31和信号输出电路32之间产生传输零点。

滤波器的信号通过信号输入电路31给到第一个谐振单元33，第一个谐振单元33通过混合耦合的方式与第二个谐振单元33相连，第二个谐振单元33通过感性耦合为主的耦合方式与第三个谐振单元33相连，第三个谐振单元33和第四个谐振单元33通过混合耦合的方式相连，第四个谐振单元33通过感性耦合为主的耦合方式与第五个谐振单元33相连，第五个谐振单元33和第六个谐振单元33通过混合耦合的方式相连，第六个谐振单元33与信号输出电路32相连。

其中，至少有一对相邻的谐振单元3之间以混合耦合方式相互连接，用于在信号输入端和信号输出端之间产生传输零点。

第一个谐振单元33和第二个谐振单元33之间，第三个谐振单元33和第四个谐振单元33之间，第五个谐振单元33和第六个谐振单元33之间的连接电路等效于由感性元件和/或容性元件组成的电路，通过这些电路和谐振器的相互配合，使得谐振器之间呈现感性耦合为主或者容性耦合为主，进而使电路的频率位于滤波器通带的高端或/和低端，从而在滤波器通带的高端或/和低端产生传输零点，对滤波器通带外的频率起到很好的抑制作用。

在一些可能的实现方式中，与信号输入电路31和信号输出电路32连接的两对谐振单元33中，其中一个谐振单元33的开路端331与另一个谐振单元33的接地件端332相邻。

在一些可能的实现方式中，不与信号输入电路31和信号输出电路32连接的至少一对谐振单元33中，其中一个谐振单元33的开路端331与另一个谐振单元33的开路端331相邻。

图1所示的第三个谐振单元33和第四个谐振单元33之间是在非接地孔端之间的距离较小，即开路端之间的距离小于接地孔端之间的距离，但是实际操作中，并不对两个谐振器的开路端之间的距离和接地孔端之间的距离作具体限定，开路端之间的距离可以大于也可以等于接地孔端之间的距离。

请参阅图5至图7，本申请提供的小型化窄带滤波器有很好的矩形系数，在低端具有一个传输零点，低端零点带外抑制超过50dBc；在高端有较大的带外抑制，可以超过75dBc。由曲线图可看出，在带外频率为2.8~3.0GHz、3.5~4.0GHz处，相比同阶数于普通梳状滤波器，本实用新型所描述的滤波器带外矩形系数更好，有更好的带外抑制。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims

1.一种小型化窄带滤波器，其特征在于，包括：

介质基板（1）；

接地层（2），设在介质基板（1）的第一表面上；以及

微带电路层（3），设在介质基板（1）的第二表面上，微带电路层（3）包括信号输入电路（31）、信号输出电路（32）和多个谐振单元（33）；

多对谐振单元（33）在信号输入电路（31）和信号输出电路（32）间间隔设置，谐振单元（33）通过贯穿于介质基板的接地件（333）与接地层（2）连接；

信号输入电路（31）和信号输出电路（32）分别与相邻的谐振单元（33）连接；

至少一对谐振单元（33）以混合耦合方式连接。

2.根据权利要求1所述的小型化窄带滤波器，其特征在于，谐振单元（33）的数量为六个。

3.根据权利要求1所述的小型化窄带滤波器，其特征在于，谐振单元（33）包括开路端（331）、与开路端（331）连接的接地件端（332）和接地件（333）；

接地件（333）的两端分别与接地件端（332）和接地层（2）连接。

4.根据权利要求3所述的小型化窄带滤波器，其特征在于，与信号输入电路（31）和信号输出电路（32）连接的两对谐振单元（33）中，其中一个谐振单元（33）的开路端（331）与另一个谐振单元（33）的接地件端（332）相邻。

5.根据权利要求4所述的小型化窄带滤波器，其特征在于，不与信号输入电路（31）和信号输出电路（32）连接的至少一对谐振单元（33）中，其中一个谐振单元（33）的开路端（331）与另一个谐振单元（33）的开路端（331）相邻。