CN221080313U - 一种基于集总分布的小型化微带平行耦合带通滤波器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及频射技术领域，尤其是一种基于集总分布的小型化微带平行耦合带通滤波器，包括介质基板，所述介质基板一面为接地板，另一端为滤波器本体，所述滤波器本体包括依次设置的第一谐振器、第二谐振器、第三谐振器及第四谐振器；所述第一谐振器一端连接输入端，另一端与所述第二谐振器连接；所述第二谐振器及所述第三谐振器均包括设置在两端的开路枝节，且所述第二谐振器及所述第三谐振器之间设置有短路枝节；所述第四谐振器一端与所述第三谐振器连接，另一端连接输出端。本实用新型的一种基于集总分布的小型化微带平行耦合带通滤波器，能够减小带内信号衰减的同时缩小了滤波器的尺寸。
Description
技术领域
本实用新型涉及频射技术领域，尤其是一种基于集总分布的小型化微带平行耦合带通滤波器。
背景技术
微带滤波器是用来分离不同频率微波信号的一种器件。它的主要作用是抑制不需要的信号,使其不能通过滤波器,只让需要的信号通过。在微波电路系统中，滤波器的性能对电路的性能指标有很大的影响。微波滤波器是一类无耗的二端口网络，广泛应用于微波通信、雷达、电子对抗及微波测量仪器中，在系统中用来控制信号的频率响应，使有用的信号频率分量几乎无衰减地通过滤波器，而阻断无用信号频率分量的传输。
目前微带滤波器的缺点主要是滤波器阻带衰减不够大，往往不能满足设计要求，若要增加阻带衰减一般只有增加滤波器阶数，导致滤波器体积和成本增加，同时又会使有用信号衰减变大。
实用新型内容
为了实现上述目的，本实用新型提供一种基于集总分布的小型化微带平行耦合带通滤波器，能够减小带内信号衰减的同时缩小了滤波器的尺寸。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
一种基于集总分布的小型化微带平行耦合带通滤波器，包括介质基板，所述介质基板一面为接地板，另一端为滤波器本体，所述滤波器本体包括依次设置的第一谐振器、第二谐振器、第三谐振器及第四谐振器，且所述第一谐振器及所述第二谐振器与所述第三谐振器及所述第四谐振器对称设置；
所述第一谐振器一端连接输入端，另一端与所述第二谐振器连接；
所述第二谐振器及所述第三谐振器均包括设置在两端的开路枝节，且所述第二谐振器及所述第三谐振器之间设置有短路枝节；
所述第四谐振器一端与所述第三谐振器连接，另一端连接输出端。
进一步地，所述第二谐振器包括第一平行微带线、第二平行微带线、第一开路枝节及第二开路枝节，所述第一平行微带线与所述第二平行微带线相互平行，所述第一平行微带线一端与所述第一谐振器连接，另一端与所述第一开路枝节连接；所述第二平行微带线靠近所述第一谐振器的一端与所述第二开路枝节连接，另一端与所述第三谐振器连接；
所述第三谐振器包括第三平行微带线、第四平行微带线、第三开路枝节及第四开路枝节，所述第三平行微带线与所述第四平行微带线相互平行，所述第三平行微带线一端朝向所述第一平行微带线与所述第三开路枝节，另一端与所述第四谐振器连接；所述第四平行微带线一端与所述第二平行微带线连接，且所述短路枝节设置在所述第四平行微带线与所述第二平行微带线的对称线处，所述第四平行微带线远离所述第二平行微带线的一端与所述第四开路枝节连接。
进一步地，所述第一平行微带线与所述第二平行微带线之间及所述第三平行微带线及所述第四平行微带线之间均设置有第一耦合缝隙；所述第一开路枝节与所述第三开路枝节之间设置有第二耦合缝隙。
进一步地，所述第一开路枝节垂直于所述第一平行微带线，所述第二开路枝节垂直于所述第二平行微带线，所述第三开路枝节垂直于所述第三平行微带线，所述第四开路枝节垂直于所述第四平行微带线。
进一步地，所述第一平行微带线与所述第一开路枝节的电长度之和为λ/4；所述第二平行微带线与所述第二开路枝节的电长度之和为λ/4；所述第三平行微带线与所述第三开路枝节的电长度之和为λ/4；所述第四平行微带线与所述第四开路枝节的电长度之和为λ/4。
进一步地，所述第一谐振器包括第一微带线、第二微带线及第五开路枝节，所述第一微带线一端连接输入端，另一端与所述第二微带线连接，所述第二微带线远离所述第一微带线的一端与所述第二谐振器连接，所述第五开路枝节设置有两条，两所述第五开路枝节分别位于所述第一微带线与所述第二微带线连接处的两侧，且所述第五开路枝节分别与所述第一微带线及所述第二微带线连接；
所述第四谐振器包括第三微带线、第四微带线及第六开路枝节，所述第三微带线一端连接输出端，另一端与所述第四微带线连接，所述第四微带线远离所述第三微带线的一端与所述第三谐振器连接，所述第六开路枝节设置有两条，两所述第六开路枝节分别位于所述第三微带线与所述第四微带线连接处的两侧，且所述第六开路枝节分别与所述第三微带线及所述第四微带线连接。
本实用新型的有益效果是：
在开路枝节及短路枝节的作用下，能够通过调整开路枝节的尺寸及调整第一平行微带线、第二平行微带线、第三平行微带线及第四平行微带线的电长度，使第一平行微带线与第一开路枝节的电长度之和、第二平行微带线与第二开路枝节的电长度之和、第三平行微带线与第三开路枝节的电长度之和、第四平行微带线与第四开路枝节的电长度之和保持在λ/4，从而减少了第一平行微带线、第二平行微带线、第三平行微带线及第四平行微带线的长度，实现减小带内信号衰减的同时缩小了滤波器的尺寸。而且通过第一耦合缝隙及第二耦合缝隙，形成交叉耦合路径，以在滤波器上下阻带处实现两个传输零点，使得滤波器具有较好的阻带抑制能力。
附图说明
图1是本实用新型一较佳实施方式的基于集总分布的小型化微带平行耦合带通滤波器的滤波器本体。
图2是本实用新型一较佳实施方式的基于集总分布的小型化微带平行耦合带通滤波器的电路原理图。
图3是本实用新型一较佳实施方式的基于集总分布的小型化微带平行耦合带通滤波器的结构示意图。
图4是本实用新型一较佳实施方式的基于集总分布的小型化微带平行耦合带通滤波器传输特性曲线图。
图中，1-介质基板，2-接地板，3-滤波器本体，31-第一谐振器，32-第二谐振器，321-第一平行微带线，322-第二平行微带线，33-第三谐振器，331-第三平行微带线，332-第四平行微带线，34-第四谐振器，4-短路枝节，401-第一耦合缝隙，402-第二耦合缝隙，41-第一开路枝节，42-第二开路枝节，43-第三开路枝节，44-第四开路枝节，45-第五开路枝节，46-第六开路枝节。
具体实施方式
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。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“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，本文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。本文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，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/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。
请同时参见图1至图4，本实施例一较佳实施方式的基于集总分布的小型化微带平行耦合带通滤波器，如图2所示，包括介质基板1，介质基板一面为接地板2，另一端为滤波器本体3。
如图1所示，滤波器本体3包括依次设置的第一谐振器31、第二谐振器32、第三谐振器33及第四谐振器34，且第一谐振器31及第二谐振器32与第三谐振器33及第四谐振器34对称设置。
第一谐振器31一端连接输入端，另一端与第二谐振器32连接。
第二谐振器32及第三谐振器33均包括设置在两端的开路枝节，且第二谐振器32及第三谐振器33之间设置有短路枝节4。
第四谐振器34一端与第三谐振器33连接，另一端连接输出端。
如图1所示，第二谐振器32包括第一平行微带线321、第二平行微带线322、第一开路枝节41及第二开路枝节42。
第一平行微带线321与第二平行微带线322相互平行，第一平行微带线321一端与第一谐振器31连接，另一端与第一开路枝节41连接。
第二平行微带线322靠近第一谐振器31的一端与第二开路枝节42连接，另一端与第三谐振器33连接。
第三谐振器33包括第三平行微带线331、第四平行微带线332、第三开路枝节43及第四开路枝节44。
第三平行微带线331与第四平行微带线332相互平行，第三平行微带线331一端朝向第一平行微带线321与第三开路枝节43，另一端与第四谐振器34连接。
第四平行微带线332一端与第二平行微带线322连接，且短路枝节4设置在第四平行微带线332与第二平行微带线322的对称线处，第四平行微带线332远离第二平行微带线322的一端与第四开路枝节44连接。
第一开路枝节41垂直于第一平行微带线321，第二开路枝节42垂直于第二平行微带线322，第三开路枝节43垂直于第三平行微带线331，第四开路枝节44垂直于第四平行微带线332。
第一平行微带线321与第一开路枝节41的电长度之和为λ/4；第二平行微带线322与第二开路枝节42的电长度之和为λ/4；第三平行微带线331与第三开路枝节43的电长度之和为λ/4；第四平行微带线332与第四开路枝节44的电长度之和为λ/4。
在第一开路枝节41、第二开路枝节42、第三开路枝节43、第四开路枝节44及短路枝节4的作用下，能够通过调整开路枝节的尺寸及调整第一平行微带线321、第二平行微带线322、第三平行微带线331及第四平行微带线332的电长度，使第一平行微带线321与第一开路枝节41的电长度之和、第二平行微带线322与第二开路枝节42的电长度之和、第三平行微带线331与第三开路枝节43的电长度之和、第四平行微带线332与第四开路枝节44的电长度之和保持在λ/4，从而减少了第一平行微带线321、第二平行微带线322、第三平行微带线331及第四平行微带线332的长度，实现减小带内信号衰减的同时缩小了滤波器的尺寸。
传统的四阶平行耦合滤波器，需要五个级联λ/4耦合线段，而本申请只需要两个λ/4长的平行耦合线段。因此，本实施例的尺寸可以减小一半。
第一平行微带线321与第二平行微带线322之间及第三平行微带线331及第四平行微带线332之间均设置有第一耦合缝隙401；第一开路枝节41与第三开路枝节43之间设置有第二耦合缝隙402。通过第一耦合缝隙401及第二耦合缝隙402，形成交叉耦合路径，以在滤波器上下阻带处实现两个传输零点，使得滤波器具有较好的阻带抑制能力。
本实施例中，第一谐振器31包括第一微带线311、第二微带线312及第五开路枝节45。
第一微带线311一端连接输入端，另一端与第二微带线312连接。
第二微带线312远离第一微带线311的一端与第二谐振器32连接，本实施例的第二微带线312与第一平行微带线321连接。
第五开路枝节45设置有两条，两第五开路枝节45分别位于第一微带线311与第二微带线312连接处的两侧，且第五开路枝节45分别与第一微带线311及第二微带线312连接。
第四谐振器34包括第三微带线341、第四微带线342及第六开路枝节46。
第三微带线341一端连接输出端，另一端与第四微带线342连接。
第四微带线342远离第三微带线341的一端与第三谐振器33连接，本实施例的第四微带线342与第三平行微带线331连接。
第六开路枝节46设置有两条，两第六开路枝节46分别位于第三微带线341与第四微带线342连接处的两侧，且第六开路枝节46分别与第三微带线341及第四微带线342连接。
本实施例的第一谐振器31、第二谐振器32、第三谐振器33及第四谐振器34构成四阶滤波器。
如图1所示，第一微带线311及第三微带线341的宽度为w3＝46mil，长度为ZL＝89.09mil；
第二微带线312及第三微带线342的宽度为w1＝42mil，长度为l3＝28mil；
第一平行微带线321、第二平行微带线322、第三平行微带线331及第四平行微带线332的宽度为w1＝42mil，长度为l1＝50mil；
第一开路枝节41、第二开路枝节42、第三开路枝节43及第四开路枝节44的宽度为w2＝44mil，长度为l2＝50mil；
第五开路枝节45、第六开路枝节46的宽度为w1＝42mil，长度为l4＝82.5mil；
短路枝节4的宽度为w4＝70mil，长度为l5＝63mil；
第一耦合缝隙401的距离为g1＝6.5mil；第二耦合缝隙402的距离为g2＝45mil。
介质基板1材料为Rogers4350，介电常数为3.66，损耗正切为0.004，介质板厚度为0.254mm；接地板2及滤波器本体3均为覆铜，厚度为0.035mm。
如图2所示，电容C1分别构成第五开路枝节45、第六开路枝节46，电容C2分别构成第一开路枝节41、第二开路枝节42、第三开路枝节43及第四开路枝节44；电容Ccross构成第一耦合缝隙401及第二耦合缝隙402；电感L1构成了短路枝节4。通过调节C2和θ'的值使第一平行微带线321与第一开路枝节41的电长度之和、第二平行微带线322与第二开路枝节42的电长度之和、第三平行微带线331与第三开路枝节43的电长度之和、第四平行微带线332与第四开路枝节44的电长度之和均保持λ/4。其余的表示微带线并与图1对应。
本实施例的滤波器中心频率为10.8GHz，如图4所示，在电磁仿真软件HFSS中进行仿真，本实施例在中心频率处的最小插损为1.33dB，带内回波损耗大于12.97dB，插损小于1.7dB的带宽为520MHz,滤波器在3.6GHz和7.2GHz处的带外抑制分别为58dB、52.93dB。
Claims (6)
1.一种基于集总分布的小型化微带平行耦合带通滤波器，其特征在于，包括介质基板(1)，所述介质基板一面为接地板(2)，另一端为滤波器本体(3)，所述滤波器本体(3)包括依次设置的第一谐振器(31)、第二谐振器(32)、第三谐振器(33)及第四谐振器(34)，且所述第一谐振器(31)及所述第二谐振器(32)与所述第三谐振器(33)及所述第四谐振器(34)对称设置；
所述第一谐振器(31)一端连接输入端，另一端与所述第二谐振器(32)连接；
所述第二谐振器(32)及所述第三谐振器(33)均包括设置在两端的开路枝节，且所述第二谐振器(32)及所述第三谐振器(33)之间设置有短路枝节(4)；
所述第四谐振器(34)一端与所述第三谐振器(33)连接，另一端连接输出端。
2.根据权利要求1所述的一种基于集总分布的小型化微带平行耦合带通滤波器，其特征在于：所述第二谐振器(32)包括第一平行微带线(321)、第二平行微带线(322)、第一开路枝节(41)及第二开路枝节(42)，所述第一平行微带线(321)与所述第二平行微带线(322)相互平行，所述第一平行微带线(321)一端与所述第一谐振器(31)连接，另一端与所述第一开路枝节(41)连接；所述第二平行微带线(322)靠近所述第一谐振器(31)的一端与所述第二开路枝节(42)连接，另一端与所述第三谐振器(33)连接；
所述第三谐振器(33)包括第三平行微带线(331)、第四平行微带线(332)、第三开路枝节(43)及第四开路枝节(44)，所述第三平行微带线(331)与所述第四平行微带线(332)相互平行，所述第三平行微带线(331)一端朝向所述第一平行微带线(321)与所述第三开路枝节(43)，另一端与所述第四谐振器(34)连接；所述第四平行微带线(332)一端与所述第二平行微带线(322)连接，且所述短路枝节(4)设置在所述第四平行微带线(332)与所述第二平行微带线(322)的对称线处，所述第四平行微带线(332)远离所述第二平行微带线(322)的一端与所述第四开路枝节(44)连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于集总分布的小型化微带平行耦合带通滤波器，其特征在于：所述第一平行微带线(321)与所述第二平行微带线(322)之间及所述第三平行微带线(331)及所述第四平行微带线(332)之间均设置有第一耦合缝隙(401)；所述第一开路枝节(41)与所述第三开路枝节(43)之间设置有第二耦合缝隙(402)。
4.根据权利要求2所述的一种基于集总分布的小型化微带平行耦合带通滤波器，其特征在于：所述第一开路枝节(41)垂直于所述第一平行微带线(321)，所述第二开路枝节(42)垂直于所述第二平行微带线(322)，所述第三开路枝节(43)垂直于所述第三平行微带线(331)，所述第四开路枝节(44)垂直于所述第四平行微带线(332)。
5.根据权利要求2所述的一种基于集总分布的小型化微带平行耦合带通滤波器，其特征在于：所述第一平行微带线(321)与所述第一开路枝节(41)的电长度之和为λ/4；所述第二平行微带线(322)与所述第二开路枝节(42)的电长度之和为λ/4；所述第三平行微带线(331)与所述第三开路枝节(43)的电长度之和为λ/4；所述第四平行微带线(332)与所述第四开路枝节(44)的电长度之和为λ/4。
6.根据权利要求1所述的一种基于集总分布的小型化微带平行耦合带通滤波器，其特征在于：所述第一谐振器(31)包括第一微带线(311)、第二微带线(312)及第五开路枝节(45)，所述第一微带线(311)一端连接输入端，另一端与所述第二微带线(312)连接，所述第二微带线(312)远离所述第一微带线(311)的一端与所述第二谐振器(32)连接，所述第五开路枝节(45)设置有两条，两所述第五开路枝节(45)分别位于所述第一微带线(311)与所述第二微带线(312)连接处的两侧，且所述第五开路枝节(45)分别与所述第一微带线(311)及所述第二微带线(312)连接；
所述第四谐振器(34)包括第三微带线(341)、第四微带线(342)及第六开路枝节(46)，所述第三微带线(341)一端连接输出端，另一端与所述第四微带线(342)连接，所述第四微带线(342)远离所述第三微带线(341)的一端与所述第三谐振器(33)连接，所述第六开路枝节(46)设置有两条，两所述第六开路枝节(46)分别位于所述第三微带线(341)与所述第四微带线(342)连接处的两侧，且所述第六开路枝节(46)分别与所述第三微带线(341)及所述第四微带线(342)连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |