CN220963707U - 一种拓扑结构、带阻滤波器及通信设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例涉及滤波器技术领域，特别涉及一种拓扑结构、带阻滤波器及通信设备，包括输入端、输出端、第一微带线、第二微带线、第三微带线、第四微带线、第五微带线、第六微带线、第七微带线、第八微带线、第一开路枝节、第二开路枝节、第三开路枝节、第四开路枝节、第五开路枝节和第六开路枝节，第一微带线和第一开路枝节均连接于输入端，第二微带线和第二开路枝节均连接于输出端，第一微带线、第二微带线、第三微带线和第四微带线共同连接，第五微带线、第三微带线和第六微带线共同连接。通过上述方式，本发明实施例可使得带阻滤波器具有选择性高的特性。

Description

一种拓扑结构、带阻滤波器及通信设备

技术领域

本实用新型实施例涉及滤波器技术领域，特别是涉及一种拓扑结构、带阻滤波器及通信设备。

背景技术

随着现代通信技术的发展，人们对信息传输的需求逐渐增加，然而频谱资源却相对有限，各种通信系统和通信模式在频率空间上越来越互相接近甚至交错，这就使得各个通信系统需要较好的抗干扰能力，以防止其他系统的干扰。此外，随着电子器件越来越高密度集成，未来通信系统将往小型化的方向发展。如此，滤波器的小型化和高选择性逐渐成为通信技术的研究热点。

但是，在实现本实用新型的过程中，实用新型人发现：目前市面上的带阻滤波器大都存在选择性差的问题，而带阻滤波器的拓扑结构对带阻滤波器的性能起到至关重要的作用，因此，通过改善拓扑结构可以改善带阻滤波器的性能。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型实施例提供了一种拓扑结构，克服了上述问题或者至少部分地解决了上述问题。

根据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种拓扑结构，包括输入端、输出端、第一微带线、第二微带线、第三微带线、第四微带线、第五微带线、第六微带线、第七微带线、第八微带线、第一开路枝节、第二开路枝节、第三开路枝节、第四开路枝节、第五开路枝节和第六开路枝节。其中，所述第一微带线的第一端和第一开路枝节的一端均连接于输入端，所述第二微带线的第一端和第二开路枝节的一端均连接于输出端，所述第一微带线的第二端、第二微带线的第二端、第三微带线的第一端和第四微带线的第一端共同连接，所述第五微带线的第一端、第三微带线的第二端和第六微带线的第一端共同连接，所述第五微带线的第二端连接于第三开路枝节的一端，所述第六微带线的第二端连接于第四开路枝节的一端，所述第七微带线的第一端、第四微带线的第二端和第八微带线的第一端共同连接，所述第七微带线的第二端连接于第五开路枝节的一端，所述第八微带线的第二端连接于第六开路枝节的一端。

在一些实施例中，所述第一开路枝节弯折设置形成第一左开路部和第二左开路部，所述第一左开路部的第一端连接所述输入端，所述第一左开路部的第二端连接所述第二左开路部的一端。所述第二开路枝节弯折设置形成第一右开路部和第二右开路部，所述第一右开路部的第一端连接所述输出端，所述第一右开路部的第二端连接所述第二右开路部的一端。

在一些实施例中，所述第三微带线与第四微带线在同一条直线上，以所述直线为轴线，所述第一微带线和第二微带线对称设置，所述输入端和输出端对称设置，所述第一开路枝节和第二开路枝节对称设置，所述第五微带线和第六微带线对称设置，所述第三开路枝节和第四开路枝节对称设置，所述第七微带线和第八微带线对称设置，所述第五开路枝节和第六开路枝节对称设置，使得所述拓扑结构空间紧密且结构简单，有利于小型化和简化设计。

在一些实施例中，所述第一微带线和第三微带线垂直，所述第五微带线、第七微带线和第一微带线平行，所述第三开路枝节、第五开路枝节和第三微带线平行，所述第一左开路部部和第一微带线平行，所述第二左开路部和第一左开路部垂直。如此，有利于提升基于所述拓扑结构的滤波器的性能。

在一些实施例中，所述拓扑结构满足：所述第一微带线的特征阻抗、第二微带线的特征阻抗、第一开路枝节的特征阻抗和第二开路枝节的特征阻抗均为Z₁，所述第三微带线的特征阻抗和第四微带线的特征阻抗均为Z₂，所述第五微带线的特征阻抗、第六微带线的特征阻抗、第七微带线的特征阻抗、第八微带线的特征阻抗、第三开路枝节的特征阻抗、第四开路枝节的特征阻抗、第五开路枝节的特征阻抗和第六开路枝节的特征阻抗均为2*Z₂。如此，有利于简化设计基于所述拓扑结构的滤波器。

在一些实施例中，所述拓扑结构满足：Θ₁＝Θ₂＝Θ₉＝Θ₁₀，Θ₁₁+Θ₅＝Θ₁₂+Θ₆，Θ₁₃+Θ₇＝Θ₁₄+Θ₈，所述Θ₁为第一微带线的电长度，所述Θ₂为第二微带线的电长度，所述Θ₅为第五微带线的电长度，所述Θ₆为第六微带线的电长度，所述Θ₇为第七微带线的电长度，所述Θ₈为第八微带线的电长度，所述Θ₉为第一开路枝节的电长度，所述Θ₁₀为第二开路枝节的电长度，所述Θ₁₁为第三开路枝节的电长度，所述Θ₁₂为第四开路枝节的电长度，所述Θ₁₃为第五开路枝节的电长度，所述Θ₁₄为第六开路枝节的电长度。如此，有利于提升基于所述拓扑结构的滤波器的性能。

在一些实施例中，所述拓扑结构满足：Θ₃+Θ₁₁+Θ₅＝Θ₄+Θ₁₃+Θ₇，所述Θ₃为第三微带线的电长度，所述Θ₄为第四微带线的电长度。如此，有利于提升基于所述拓扑结构的滤波器的性能。

根据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种带阻滤波器，包括上述的拓扑结构。

在一些实施例中，所述第一微带线的电长度、第二微带线的电长度、第一开路枝节的电长度和第二开路枝节的电长度均为所述带阻滤波器的阻带的中心频率对应的四分之一波长。如此，有利于提升基于所述拓扑结构的滤波器的性能。

根据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种通信设备，包括上述的带阻滤波器。

本实用新型实施例的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型实施例提供的一种拓扑结构、带阻滤波器及通信设备，所述拓扑结构包括输入端、输出端、第一微带线、第二微带线、第三微带线、第四微带线、第五微带线、第六微带线、第七微带线、第八微带线、第一开路枝节、第二开路枝节、第三开路枝节、第四开路枝节、第五开路枝节和第六开路枝节，通过对称、传输线弯折设置以及相应布局，使得基于所述拓扑结构的带阻滤波器的阻带内有三个传输零点，且阻带旁边的两个通带内有五个传输极点，使得所述带阻滤波器具有选择性高的特性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述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的前提下，还可以根据附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的拓扑结构的示意图；

图2是本实用新型实施例提供的带阻滤波器的布局示意图；

图3是本实用新型实施例提供的带阻滤波器在一组优化参数下的S参数仿真结果图。

具体实施方式中的附图标号如下：

1000、带阻滤波器；

100、拓扑结构；

10、输入端；11、输出端；12、第一微带线；13、第二微带线；14、第三微带线；15、第四微带线；16、第五微带线；17、第六微带线；18、第七微带线；19、第八微带线；20、第一开路枝节；21、第二开路枝节；22、第三开路枝节；23、第四开路枝节；24、第五开路枝节；25、第六开路枝节；

201、第一左开路部；202、第二左开路部；

211、第一右开路部；212、第二右开路部。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例，对本实用新型进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1-2，拓扑结构100包括输入端10、输出端11、第一微带线12、第二微带线13、第三微带线14、第四微带线15、第五微带线16、第六微带线17、第七微带线18、第八微带线19、第一开路枝节20、第二开路枝节21、第三开路枝节22、第四开路枝节23、第五开路枝节24和第六开路枝节25。所述第一微带线12的第一端和第一开路枝节20的一端均连接于输入端10，所述第二微带线13的第一端和第二开路枝节21的一端均连接于输出端11，所述第一微带线12的第二端、第二微带线13的第二端、第三微带线14的第一端和第四微带线15的第一端共同连接，所述第五微带线16的第一端、第三微带线14的第二端和第六微带线17的第一端共同连接，所述第五微带线16的第二端连接于第三开路枝节22的一端，所述第六微带线17的第二端连接于第四开路枝节23的一端，所述第七微带线18的第一端、第四微带线15的第二端和第八微带线19的第一端共同连接，所述第七微带线18的第二端连接于第五开路枝节24的一端，所述第八微带线19的第二端连接于第六开路枝节25的一端。

在一些实施例中，所述第三微带线14与第四微带线15在同一条直线上，以所述直线为轴线，所述第一微带线12和第二微带线13对称设置，所述输入端10和输出端11对称设置，所述第一开路枝节20和第二开路枝节21对称设置，所述第五微带线16和第六微带线17对称设置，所述第三开路枝节22和第四开路枝节23对称设置，所述第七微带线18和第八微带线19对称设置，所述第五开路枝节24和第六开路枝节25对称设置，使得所述拓扑结构100空间紧密且结构简单，有利于小型化和简化设计。

对于上述第一开路枝节20，所述第一开路枝节20弯折设置形成第一左开路部201和第二左开路部202，所述第一左开路部201的第一端连接所述输入端10，所述第一左开路部201的第二端连接所述第二左开路部202的一端。

对于上述第二开路枝节21，所述第二开路枝节21弯折设置形成第一右开路部211和第二右开路部212，所述第一右开路部211的第一端连接所述输出端11，所述第一右开路部211的第二端连接所述第二右开路部212的一端。

在一些实施例中，所述第一微带线12和第三微带线14垂直，所述第五微带线16、第七微带线18和第一微带线12平行，所述第三开路枝节22、第五开路枝节24和第三微带线14平行，所述第一左开路部201部和第一微带线12平行，所述第二左开路部202和第一左开路部201垂直。如此，有利于提升基于所述拓扑结构100的滤波器的性能。

在一些实施例中，所述拓扑结构100满足以下条件：

(1)所述第一微带线12的特征阻抗、第二微带线13的特征阻抗、第一开路枝节20的特征阻抗和第二开路枝节21的特征阻抗均为Z₁，所述第三微带线14的特征阻抗和第四微带线15的特征阻抗均为Z₂，所述第五微带线16的特征阻抗、第六微带线17的特征阻抗、第七微带线18的特征阻抗、第八微带线19的特征阻抗、第三开路枝节22的特征阻抗、第四开路枝节23的特征阻抗、第五开路枝节24的特征阻抗和第六开路枝节25的特征阻抗均为2*Z₂。其中，拓扑结构100参数设定原则是Z₁尽量大，Z₂尽量小，如此，有利于基于所述拓扑结构100的滤波器的阻带隔离度高以及通带的插入损耗低和平坦度好。

(2)Θ₁＝Θ₂＝Θ₉＝Θ₁₀，Θ₁₁+Θ₅＝Θ₁₂+Θ₆，Θ₁₃+Θ₇＝Θ₁₄+Θ₈，

Θ₃+Θ₁₁+Θ₅＝Θ₄+Θ₁₃+Θ₇，所述Θ₁为第一微带线12的电长度，所述Θ₂为第二微带线13的电长度，所述Θ₃为第三微带线14的电长度，所述Θ₄为第四微带线15的电长度，所述Θ₅为第五微带线16的电长度，所述Θ₆为第六微带线17的电长度，所述Θ₇为第七微带线18的电长度，所述Θ₈为第八微带线19的电长度，所述Θ₉为第一开路枝节20的电长度，所述Θ₁₀为第二开路枝节21的电长度，所述Θ₁₁为第三开路枝节22的电长度，所述Θ₁₂为第四开路枝节23的电长度，所述Θ₁₃为第五开路枝节24的电长度，所述Θ₁₄为第六开路枝节25的电长度。如此，有利于提升基于所述拓扑结构100的滤波器的性能。

本实用新型还提供一种带阻滤波器1000实施例，所述带阻滤波器1000包括上述拓扑结构100，基于上述拓扑结构100所设计的带阻滤波器1000，还存在以下关系：

(1)Θ₁＝Θ₂＝Θ₉＝Θ₁₀＝0.25*λ，所述Θ₁为第一微带线12的电长度，所述Θ₂为第二微带线13的电长度，所述Θ₉为第一开路枝节20的电长度，所述Θ₁₀为第二开路枝节21的电长度，所述λ为所述带阻滤波器1000的阻带的中心频率对应的波长。如此，有利于提升所述带阻滤波器1000的性能。

(2)Θ₁₁+Θ₅+Θ₃＝Θ₁₂+Θ₆+Θ₃＝Θ₁₃+Θ₇+Θ₄＝Θ₁₄+Θ₈+Θ₄＝0.5*λ，所述Θ₃为第三微带线14的电长度，所述Θ₄为第四微带线15的电长度，所述Θ₅为第五微带线16的电长度，所述Θ₆为第六微带线17的电长度，所述Θ₇为第七微带线18的电长度，所述Θ₈为第八微带线19的电长度，所述Θ₁₁为第三开路枝节22的电长度，所述Θ₁₂为第四开路枝节23的电长度，所述Θ₁₃为第五开路枝节24的电长度，所述Θ₁₄为第六开路枝节25的电长度，所述λ为所述带阻滤波器1000的阻带的中心频率对应的波长。如此，有利于提升所述带阻滤波器1000的性能。

(3)所述第一左开路部201的物理宽度与所述第二左开路部202的物理宽度相等，所述第三微带线14的物理宽度与所述第四微带线15的物理宽度相等，所述第五微带线16的物理宽度、第六微带线17的物理宽度、第七微带线18的物理宽度和第八微带线19的物理宽度均相等，所述第三开路枝节22、第四开路枝节23、第五开路枝节24和第六开路枝节25的物理宽度均相等。如此，有利于所述带阻滤波器1000的简化设计。

(4)W₁＝W₂，W₃＝2*W₄＝2*W₅，所述W₁为所述第一左开路部201的物理宽度，所述W₂为所述第一微带线12的物理宽度，所述W₃为所述第三微带线14的物理宽度，所述W₄为所述第五微带线16的物理宽度，所述W₅为第三开路枝节22的物理宽度。如此，有利于所述带阻滤波器1000的简化设计。

在一些实施例中，所述带阻滤波器1000设计在一个介电常数为3.38、介电损耗为0.0022、厚度为0.813mm的电路板上，整个电路板的尺寸为23.0mm*12.5mm，可以理解的是，所述电路板的介电常数、介电损耗、厚度和尺寸不局限于上述数值，可以根据需求调整。假设：L_1H为所述第一左开路部201的物理长度，L_1V为所述第二左开路部202的物理长度，L₂为所述第一微带线12的物理长度，L₃为所述第三微带线14的物理长度，L₄为所述第四微带线15的物理长度，L₅为所述第五微带线16的物理长度，L₆为所述第七微带线18的物理长度，L₇为所述第三开路枝节22的物理长度，L₈为所述第五开路枝节24的物理长度。

由微波常识可知，同步等量改变L_1H、L_1V、L₂、L₃、L₄、L₅、L₆、L₇和L₈的值，可以反比线性调节所述带阻滤波器1000的阻带的工作频率范围，因此，影响所述带阻滤波器1000性能的参数有且仅有两个，分别为W₁和W₃。

在一些典型实施例中，其中一组优化后的尺寸参数为：L_1H＝7.9mm，L_1V＝0.9mm，L₂＝8.8mm，L₃＝6.0mm，L₄＝5.1mm，L₅＝9.6mm，L₆＝9.6mm，L₇＝3.5mm，L₈＝4.4mm，W₁＝W₂＝0.1mm，W₃＝2W₄＝2W₅＝1.4mm。由上述参数设计的带阻滤波器1000的仿真结果如图3所示，由图可知，其隔离度大于20dB的阻带范围为1.934GHz到8.588GHz，阻带中心频率为5.261GHz，绝对带宽为6.654GHz，相对带宽为126.5％。此外，阻带内有三个传输零点，分别位于2.502GHz、5.508GHz和8.264GHz。阻带旁边有两个通带，通带内有五个传输极点，分别位于0GHz、0.443GHz、9.525GHz、10.589GHz和11.707GHz。这三个传输零点和传输极点不仅确保了阻带的高隔离特性以及通带的低插入损耗和平坦度，也保证了带阻滤波器1000边带的高选择特性。可以理解的是，所述参数L_1H、L_1V、L₂、L₃、L₄、L₅、L₆、L₇、L₈、W₁、W₂、W₃、W₄和W₅不局限于上述数值，可以根据需求调整。

在本实用新型实施例中，所述拓扑结构100包括输入端10、输出端11、第一微带线12、第二微带线13、第三微带线14、第四微带线15、第五微带线16、第六微带线17、第七微带线18、第八微带线19、第一开路枝节20、第二开路枝节21、第三开路枝节22、第四开路枝节23、第五开路枝节24和第六开路枝节25，以所述第三微带线14与第四微带线15所在直线为轴线，所述第一微带线12和第二微带线13对称设置，所述输入端10和输出端11对称设置，所述第一开路枝节20和第二开路枝节21对称设置，所述第五微带线16和第六微带线17对称设置，所述第三开路枝节22和第四开路枝节23对称设置，所述第七微带线18和第八微带线19对称设置，所述第五开路枝节24和第六开路枝节25对称设置，且将第一开路枝节20和第二开路枝节21弯折设置，使得所述拓扑结构100结构紧凑，有利于带阻滤波器1000做小体积和简化设计，基于所述拓扑结构100的带阻滤波器1000，只需设计两个参数，即可使得所述带阻滤波器1000有着阻带宽、选择性高和通带低插入损耗的特性。

本实用新型还提供一种通信设备实施例，所述通信设备包括上述带阻滤波器1000，对于带阻滤波器1000的功能和结构可参阅上述实施例，此处不再一一赘述。

需要说明的是，本实用新型的说明书及其附图中给出了本实用新型的较佳的实施例，但是，本实用新型可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例，这些实施例不作为对本实用新型内容的额外限制，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。并且，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本实用新型说明书记载的范围；进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种拓扑结构，其特征在于，包括：输入端、输出端、第一微带线、第二微带线、第三微带线、第四微带线、第五微带线、第六微带线、第七微带线、第八微带线、第一开路枝节、第二开路枝节、第三开路枝节、第四开路枝节、第五开路枝节和第六开路枝节；

其中，所述第一微带线的第一端和第一开路枝节的一端均连接于输入端，所述第二微带线的第一端和第二开路枝节的一端均连接于输出端，所述第一微带线的第二端、第二微带线的第二端、第三微带线的第一端和第四微带线的第一端共同连接，所述第五微带线的第一端、第三微带线的第二端和第六微带线的第一端共同连接，所述第五微带线的第二端连接于第三开路枝节的一端，所述第六微带线的第二端连接于第四开路枝节的一端，所述第七微带线的第一端、第四微带线的第二端和第八微带线的第一端共同连接，所述第七微带线的第二端连接于第五开路枝节的一端，所述第八微带线的第二端连接于第六开路枝节的一端。

2.根据权利要求1所述的拓扑结构，其特征在于，

所述第一开路枝节弯折设置形成第一左开路部和第二左开路部，所述第一左开路部的第一端连接所述输入端，所述第一左开路部的第二端连接所述第二左开路部的一端；

所述第二开路枝节弯折设置形成第一右开路部和第二右开路部，所述第一右开路部的第一端连接所述输出端，所述第一右开路部的第二端连接所述第二右开路部的一端。

3.根据权利要求2所述的拓扑结构，其特征在于，

所述第三微带线与第四微带线在同一条直线上，以所述直线为轴线，所述第一微带线和第二微带线对称设置，所述输入端和输出端对称设置，所述第一开路枝节和第二开路枝节对称设置，所述第五微带线和第六微带线对称设置，所述第三开路枝节和第四开路枝节对称设置，所述第七微带线和第八微带线对称设置，所述第五开路枝节和第六开路枝节对称设置。

4.根据权利要求3所述的拓扑结构，其特征在于，

所述第一微带线和第三微带线垂直，所述第五微带线、第七微带线和第一微带线平行，所述第三开路枝节、第五开路枝节和第三微带线平行，所述第一左开路部部和第一微带线平行，所述第二左开路部和第一左开路部垂直。

5.根据权利要求1所述的拓扑结构，其特征在于，所述拓扑结构满足：

所述第一微带线的特征阻抗、第二微带线的特征阻抗、第一开路枝节的特征阻抗和第二开路枝节的特征阻抗均为Z₁，所述第三微带线的特征阻抗和第四微带线的特征阻抗均为Z₂，所述第五微带线的特征阻抗、第六微带线的特征阻抗、第七微带线的特征阻抗、第八微带线的特征阻抗、第三开路枝节的特征阻抗、第四开路枝节的特征阻抗、第五开路枝节的特征阻抗和第六开路枝节的特征阻抗均为2*Z₂。

6.根据权利要求1所述的拓扑结构，其特征在于，所述拓扑结构满足：Θ₁＝Θ₂＝Θ₉＝Θ₁₀，Θ₁₁+Θ₅＝Θ₁₂+Θ₆，Θ₁₃+Θ₇＝Θ₁₄+Θ₈

所述Θ₁为第一微带线的电长度，所述Θ₂为第二微带线的电长度，所述Θ₅为第五微带线的电长度，所述Θ₆为第六微带线的电长度，所述Θ₇为第七微带线的电长度，所述Θ₈为第八微带线的电长度，所述Θ₉为第一开路枝节的电长度，所述Θ₁₀为第二开路枝节的电长度，所述Θ₁₁为第三开路枝节的电长度，所述Θ₁₂为第四开路枝节的电长度，所述Θ₁₃为第五开路枝节的电长度，所述Θ₁₄为第六开路枝节的电长度。

7.根据权利要求6所述的拓扑结构，其特征在于，所述拓扑结构满足：Θ₃+Θ₁₁+Θ₅＝Θ₄+Θ₁₃+Θ₇

所述Θ₃为第三微带线的电长度，所述Θ₄为第四微带线的电长度。

8.一种带阻滤波器，其特征在于，包括如权利要求1-7中任意一项所述拓扑结构。

9.根据权利要求8所述的带阻滤波器，其特征在于，

所述第一微带线的电长度、第二微带线的电长度、第一开路枝节的电长度和第二开路枝节的电长度均为所述带阻滤波器的阻带的中心频率对应的四分之一波长。

10.一种通信设备，其特征在于，包括如权利要求8-9中任意一项所述带阻滤波器。