一種高共模抑制雙模寬帶平衡微帶濾波器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高共模抑制雙模寬帶平衡微帶濾波器，其采用微帶線結構，形成于介質基板上。所述微帶平衡濾波器包括結構相同且對稱的第一濾波器和第二濾波器，其中第一濾波器包括終端短路且在中間位置加載第一短路枝節(jié)的第一諧振器，第二濾波器包括終端短路且在中間位置加載第二短路枝節(jié)的第二諧振器，第一諧振器和第二諧振器的終端在對稱面上相連接。第一濾波器和第二濾波器的饋線采用兩個平行耦合的微帶線，并在其開路終端相互靠近處添加微帶線諧振器來增強源-負載耦合。本發(fā)明所述平衡濾波器具有結構簡單，通帶內具有高共模抑制等特點。
【專利說明】一種高共模抑制雙模寬帶平衡微帶濾波器
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及無線通信【技術領域】，尤其涉及一種高共模抑制雙模寬帶平衡微帶濾波器。
【背景技術】
[0002]在現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)中，平衡器件受到了越來越多的關注，因為平衡器件可以有效抑制環(huán)境噪聲和系統(tǒng)內部的噪聲。平衡濾波器作為無線通信系統(tǒng)的必不可少的器件，在近些年得到了廣泛的研究。平衡濾波器在差模信號激勵下具有濾波作用，且可以有效抑制環(huán)境和系統(tǒng)內部產(chǎn)生的噪聲，因而廣泛應用于現(xiàn)代無線通信電路。共模信號會降低其信噪t匕，所以在平衡電路設計中，要盡可能增強對共模信號的抑制水平。
[0003]現(xiàn)有的平衡濾波器設計主要針對窄帶系統(tǒng)，這是因為很難做到在很寬的頻帶內抑制共模信號，且平衡濾波器往往具有很復雜的結構。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題是針對【背景技術】的缺陷，提供一種結構簡單、具有高共模抑制特性的雙模寬帶平衡微帶濾波器。
[0005]本發(fā)明為解決上述技術問題采用以下技術方案:
一種高共模抑制雙模寬帶平衡微帶濾波器，包括結構相同、相互對稱的第一濾波器和第二濾波器；
所述第一濾波器包含第一饋線模塊和第一雙模諧振器，所述第一雙模諧振器對稱的兩個終端均短路，且所述第一饋線模塊和第一雙模諧振器耦合；
所述第二濾波器包含第二饋線模塊和第二雙模諧振器，所述第二雙模諧振器對稱的兩個終端均短路，且所述第二饋線模塊和第二雙模諧振器耦合；
所述第一雙模諧振器和第二雙模諧振器相互對稱且在對稱面上連接，所述第一饋線模塊和第二饋線模塊相互對稱。
[0006]作為本發(fā)明一種高共模抑制雙模寬帶平衡微帶濾波器進一步的優(yōu)化方案，所述第一饋線模塊包括第一饋線、第二饋線、第一微帶枝節(jié)、第二微帶枝節(jié)和第三諧振器，所述第一雙模諧振器包含第一短路枝節(jié)和第一諧振器；
所述第一短路枝節(jié)加載在所述第一諧振器的中間位置；
所述第一諧振器呈U型，且兩個終端均短路；
所述第一饋線的一端與所述第一微帶枝節(jié)垂直相連，所述第二饋線的一端與所述第二微帶枝節(jié)垂直相連，所述第一饋線的另一端和所述第二饋線的另一端組成一對輸入/輸出端口 ；
所述第一微帶枝節(jié)、第二微帶枝節(jié)分別和U型第一諧振器的底邊耦合；
所述第一微帶枝節(jié)和第二微帶枝節(jié)在對稱軸形成源-負載耦合，所述第三諧振器分別和第一微帶枝節(jié)、第二微帶枝節(jié)耦合； 所述第二饋線模塊包括第三饋線、第四饋線、第三微帶枝節(jié)、第四微帶枝節(jié)和第四諧振器，所述第二雙模諧振器包含第二短路枝節(jié)和第二諧振器；
所述第二短路枝節(jié)加載在所述第二諧振器的中間位置；
所述第二諧振器呈U字型，且兩個終端均短路；
所述第三饋線的一端與所述第三微帶枝節(jié)垂直相連，所述第四饋線的一端與所述第四微帶枝節(jié)垂直相連，所述第三饋線的另一端和所述第四饋線的另一端組成一對輸入/輸出端口 ；
所述第三微帶枝節(jié)、第四微帶枝節(jié)分別和第二諧振器的U型底邊耦合；
所述第三微帶枝節(jié)和第四微帶枝節(jié)在對稱軸形成源-負載耦合，所述第四諧振器分別和第三微帶枝節(jié)和第四微帶枝節(jié)耦合；
所述第一饋線和第三饋線對稱，第二饋線和第四饋線對稱；
所述第一微帶枝節(jié)和第三微帶枝節(jié)對稱，第二微帶枝節(jié)和第四微帶枝節(jié)對稱；
所述第一諧振器和第二諧振器對稱、且在對稱面上連接成“ 口 ”字結構，所述第三諧振器和第四諧振器對稱；
所述第一短路枝節(jié)和第二短路枝節(jié)對稱。
[0007]本發(fā)明中，寬帶平衡微帶濾波器在差模信號的激勵下，第一諧振器和第二諧振器的終端均為短路，第一、二諧振器為二分之一波長諧振器，其等效為一個單端的寬帶濾波器；在共模信號的激勵下，第一諧振器和第二諧振器的終端均為開路，第一、二諧振器為一個波長諧振器，其諧振頻率遠離期望的差模信號通帶，在差模信號的帶內共模信號幾乎不能傳播，這樣就達到了高共模抑制的效果。
[0008]本發(fā)明采用以上技術方案與現(xiàn)有技術相比，具有以下技術效果:
電路結構簡單，差模信號內具有很高的共模抑制特性，通帶頻率選擇性高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明微帶平衡濾波器的印刷電路板切面示意圖；
圖2為本發(fā)明微帶平衡濾波器的結構示意圖；
圖3為本發(fā)明微帶平衡濾波器差模信號激勵下的等效電路圖；
圖4為本發(fā)明微帶平衡濾波器差模信號激勵下雙模諧振器的奇偶模等效電路；
圖5為本發(fā)明微帶平衡濾波器共模信號激勵下的等效電路圖；
圖6為本發(fā)明微帶平衡濾波器共模信號激勵下雙模諧振器的奇偶模等效電路；
圖7為本發(fā)明微帶平衡濾波器的散射參數(shù)仿真與測試結果；
圖8為本發(fā)明微帶平衡濾波器的群時延測試結果。
[0010]圖中:A1、第一饋線；A2、第二饋線；A3、第一微帶枝節(jié)；A4、第二微帶枝節(jié)；A5、第一諧振器；A6、第一短路枝節(jié)；A7、第三諧振器；B1、第三饋線；B2、第四饋線；B3、第三微帶枝節(jié)；B4、第四微帶枝節(jié)；B5、第二諧振器；B6、第二短路枝節(jié)；B7、第四諧振器；S1、介質基板；S2、上層金屬；S3、下層金屬；Pinl、輸入端口 ；Pin2、輸入端口 ；Pwtl、輸入端口 ；Ρ_2、輸出端口。
【具體實施方式】
[0011]下面結合附圖對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細說明:本發(fā)明中輸入和輸出端口均采用SMA接頭焊接，以便接入測試或者與其他電路相連。
[0012]圖1為本發(fā)明所采用的介質基板，其相對介電常數(shù)為2.2，厚度為0.508mm，損耗角正切為0.0009。當然也可以選擇其他規(guī)格的介質板。在介質基片SI的上下表面分別包覆有上金屬層S2和下金屬層S3，其中本發(fā)明所述雙通帶濾波器形成于上金屬層S2，下金屬層S3作為接地面。
[0013]如圖2所示，本發(fā)明公開了一種高共模抑制雙模寬帶平衡微帶濾波器，其形成于介質基板，包括第一濾波器和第二濾波器。
[0014]第一濾波器包括第一饋線Al、第二饋線A2、第一微帶枝節(jié)A3、第二微帶枝節(jié)A4、第三諧振器A7和中間位置加載了第一短路枝節(jié)A6的第一諧振器A5，第一諧振器A5呈U型，且兩個終端均短路，第一微帶枝節(jié)A3和第二微帶枝節(jié)A4分別與第一饋線Al和第二饋線A2的一端垂直相連，第一饋線Al和第二饋線A2的另一端作為濾波器的輸入/輸出端口(Pinl/P0Uti);第一微帶枝節(jié)A3、第二微帶枝節(jié)A4分別和第一諧振器A5的U型底邊稱合,第一微帶枝節(jié)A3和第二微帶枝節(jié)A4在靠近處形成源-負載耦合，第三諧振器A7位于源-負載耦合區(qū)域下方，加強耦合。
[0015]第二濾波器包括第三饋線B1、第四饋線B2、第三微帶枝節(jié)B3、第四微帶枝節(jié)B4、第四諧振器B7和中間位置加載了第二短路枝節(jié)B6的第二諧振器B5，第二諧振器B5呈U型，且兩個終端均短路，第三微帶枝節(jié)B3和第四微帶枝節(jié)B4分別與第三饋線BI和第四饋線B2的一端垂直相連，第三饋線BI和第四饋線B2的另一端作為濾波器的輸入/輸出端口(Pin2/Ρ_2)，第三微帶枝節(jié)B3、第四微帶枝節(jié)B4分別和第二諧振器B5的U型底邊耦合，第三微帶枝節(jié)Β3和第四微帶枝節(jié)Β4在靠近處形成源-負載耦合，第四諧振器位于源-負載耦合區(qū)域的上方，加強耦合。
[0016]第一濾波器的電路結構以AX表示，第二濾波器的電路結構以BX表示，第一濾波器和第二濾波器結構相同且對稱,具體表現(xiàn)為標號為AX的結構與標號為BX的結構對稱；第一短路枝節(jié)Α6加載于第一諧振器Α5的中間位置，構成結構對稱的雙模諧振器，其奇偶模在主路徑上的抵消效應可以在通帶下邊緣產(chǎn)生一個傳輸零點，第一諧振器Α5的兩個終端均為短路，其長度約為通帶中心頻率對應波長的二分之一；同理于第二短路枝節(jié)和第二諧振器。
[0017]如圖3所示，本發(fā)明一種高共模抑制雙模寬帶平衡微帶濾波器在差模信號激勵下的等效電路結構，此時第一諧振器和第二諧振器在相連接處為短路，這樣就等效為一個單端濾波器，以第一濾波器為例說明不失一般性。此時第一諧振器Α5為終端短路的二分之一波長諧振器，其中間位置加載了第一短路枝節(jié)Α6，其奇偶模等效電路如圖4所示，在通帶內有兩個諧振頻率，即奇模諧振頻率和偶模諧振頻率，形成了雙模寬帶濾波器。
[0018]如圖5所示，本發(fā)明一種高共模抑制雙模寬帶平衡微帶濾波器在共模信號激勵下的等效電路結構，仍以第一濾波器為例說明，不失一般性。此時第一諧振器Α5在對稱面上的兩個終端開路，第一諧振器Α5為一個波長的諧振器，其諧振頻率遠離期望的差模信號通帶，其奇偶模等效電路如圖6所示。
[0019]如圖7所示，本發(fā)明一種高共模抑制雙模寬帶平衡微帶濾波器的散射參數(shù)仿真與實測結果。其中Sddll表示差模信號激勵下的回波損耗，Sdd21為差模信號激勵下的傳輸系數(shù)，Scc21為共模信號激勵下的傳輸系數(shù)。所述平衡微帶濾波器中心頻率為4.3GHz，其3dB相對帶寬為28%，從圖中可以看到仿真和實測結果吻合良好。在差模信號通帶內共模信號均在-40dB以下，具有很高的共模抑制效果。
[0020]圖8為所述寬帶平衡微帶濾波器的群時延測試結果。群時延是描述寬帶或者超寬帶濾波器對于信號的延遲特性的參數(shù)。從圖中可以看出，在差模信號通帶內，群時延在
0.7ns到1.0ns的區(qū)間內變化，上下浮動很小，群時延具有很平坦的特性。
[0021]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下還可以做出若干改進，這些改進也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種高共模抑制雙模寬帶平衡微帶濾波器，其特征在于，包括結構相同、相互對稱的第一濾波器和第二濾波器； 所述第一濾波器包含第一饋線模塊和第一雙模諧振器，所述第一雙模諧振器對稱的兩個終端均短路，且所述第一饋線模塊和第一雙模諧振器耦合； 所述第二濾波器包含第二饋線模塊和第二雙模諧振器，所述第二雙模諧振器對稱的兩個終端均短路，且所述第二饋線模塊和第二雙模諧振器耦合； 所述第一雙模諧振器和第二雙模諧振器相互對稱且在對稱面上連接，所述第一饋線模塊和第二饋線模塊相互對稱。
2.根據(jù)權利要求1所述的高共模抑制雙模寬帶平衡微帶濾波器，其特征在于，所述第一饋線模塊包括第一饋線、第二饋線、第一微帶枝節(jié)、第二微帶枝節(jié)和第三諧振器，所述第一雙模諧振器包含第一短路枝節(jié)和第一諧振器； 所述第一短路枝節(jié)加載在所述第一諧振器的中間位置； 所述第一諧振器呈U型，且兩個終端均短路； 所述第一饋線的一端與所述第一微帶枝節(jié)垂直相連，所述第二饋線的一端與所述第二微帶枝節(jié)垂直相連，所述第一饋線的另一端和所述第二饋線的另一端組成一對輸入/輸出端口 ； 所述第一微帶枝節(jié)、第二微帶枝節(jié)分別和U型第一諧振器的底邊耦合； 所述第一微帶枝節(jié)和第二微帶枝節(jié)在對稱軸形成源-負載耦合，所述第三諧振器分別和第一微帶枝節(jié)、第二微帶枝節(jié)耦合； 所述第二饋線模塊包括第三饋線、第四饋線、第三微帶枝節(jié)、第四微帶枝節(jié)和第四諧振器，所述第二雙模諧振器包含第二短路枝節(jié)和第二諧振器； 所述第二短路枝節(jié)加載在所述第二諧振器的中間位置； 所述第二諧振器呈U字型，且兩個終端均短路； 所述第三饋線的一端與所述第三微帶枝節(jié)垂直相連，所述第四饋線的一端與所述第四微帶枝節(jié)垂直相連，所述第三饋線的另一端和所述第四饋線的另一端組成一對輸入/輸出端口 ； 所述第三微帶枝節(jié)、第四微帶枝節(jié)分別和第二諧振器的U型底邊耦合； 所述第三微帶枝節(jié)和第四微帶枝節(jié)在對稱軸形成源-負載耦合，所述第四諧振器分別和第三微帶枝節(jié)和第四微帶枝節(jié)耦合； 所述第一饋線和第三饋線對稱，第二饋線和第四饋線對稱； 所述第一微帶枝節(jié)和第三微帶枝節(jié)對稱，第二微帶枝節(jié)和第四微帶枝節(jié)對稱； 所述第一諧振器和第二諧振器對稱、且在對稱面上連接成“ 口 ”字結構，所述第三諧振器和第四諧振器對稱； 所述第一短路枝節(jié)和第二短路枝節(jié)對稱。
【文檔編號】H01P1/203GK103985927SQ201410194020
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月9日 優(yōu)先權日:2014年5月9日
【發(fā)明者】鄧宏偉, 趙永久, 賀瑩, 王洪李 申請人:南京航空航天大學