一種具有多傳輸零點的小型化帶通濾波器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有多傳輸零點的小型化帶通濾波器，采用微帶形式實現(xiàn)，包括微帶基片、底層地和頂層微帶電路，其中，微帶基片形成于底層地之上，頂層微帶電路形成于微帶基片之上；頂層微帶電路包括相互嵌套耦合的第一諧振器和第二諧振器、輸入抽頭、輸出抽頭、第一階梯阻抗開路線和第二階梯阻抗開路線，兩個階梯阻抗開路線作為饋線與兩個諧振器耦合。兩個諧振器采用嵌套耦合的方式不僅增強了耦合強度，而且大大降低了濾波器尺寸。通過耦合方式饋電，在通帶的上下邊帶產(chǎn)生傳輸零點，另外階梯阻抗開路線方式的饋線在上邊帶遠端產(chǎn)生傳輸零點，提高了上邊帶的抑制特性。本發(fā)明的濾波器結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，具有良好的通帶和阻帶特性，便于微波電路集成。
【專利說明】一種具有多傳輸零點的小型化帶通濾波器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微帶濾波器【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種具有多傳輸零點的小型化帶通濾波器。

【背景技術(shù)】
[0002]濾波器是無線通信系統(tǒng)中用于抑制干擾信號不可或缺的重要無源器件。隨著無線通信的快速發(fā)展，新材料、新工藝及半導(dǎo)體技術(shù)的迅猛發(fā)展，使得射頻、微波、毫米波電路的集成度越來越高，體積越來越小，而由于濾波器的特殊性一般無法與其他功能電路相集成，如何設(shè)計高性能、小型化的濾波器，是目前微波、毫米波電路設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。
[0003]增加濾波器階數(shù)是提高濾波器阻帶抑制特性最為有效的方法之一，隨著階數(shù)的增加插入損耗和設(shè)計復(fù)雜度的增加不可避免。
[0004]為了實現(xiàn)較好的阻帶抑制特性，同時使濾波器有較小的插入損耗。采用少量的諧振單元和帶外傳輸零點是最為常用的有效實施方式之一。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005](一 )要解決的技術(shù)問題
[0006]有鑒于此，本發(fā)明的主要目的是提供一種具有多傳輸零點的小型化帶通濾波器，以解決現(xiàn)有濾波其無法平衡通帶和阻帶特性的問題。
[0007]( 二 )技術(shù)方案
[0008]為達到上述目的，本發(fā)明提供了一種具有多傳輸零點的小型化帶通濾波器，該小型化帶通濾波器采用微帶形式實現(xiàn)，包括微帶基片、底層地和頂層微帶電路，其中，微帶基片形成于底層地之上，頂層微帶電路形成于微帶基片之上；其中，頂層微帶電路包括相互嵌套率禹合的第一諧振器7和第二諧振器8、輸入抽頭5、輸出抽頭6、第一階梯阻抗開路線3和第二階梯阻抗開路線4，輸入抽頭5連接于第二階梯阻抗開路線4，輸出抽頭6連接于第一階梯阻抗開路線3，兩個階梯阻抗開路線(3、4)作為饋線與兩個諧振器(7、8)耦合。
[0009]上述方案中，所述相互嵌套稱合的第一諧振器7和第二諧振器8由傳輸線構(gòu)成，傳輸線的電長度在中心頻率處為1/2波長。所述構(gòu)成第一諧振器7和第二諧振器8的傳輸線采用均勻傳輸線或階梯阻抗傳輸線。
[0010]上述方案中，所述輸入抽頭5或輸出抽頭6為特征阻抗50歐姆的傳輸線。所述輸入抽頭5與第二階梯阻抗開路線4之間采用漸變傳輸線連接，所述輸出抽頭6與第一階梯阻抗開路線3之間采用漸變傳輸線連接。
[0011]上述方案中，所述第一階梯阻抗開路線3和第二階梯阻抗開路線4采用開路線耦合的方式進行饋電。所述第一階梯阻抗開路線3和第二階梯阻抗開路線4采用均勻傳輸線或階梯阻抗傳輸線。
[0012]上述方案中，所述微帶基片的相對介電常數(shù)1-100，厚度為0.05_5mm。
[0013]上述方案中，該小型化帶通濾波器為中心奇對稱結(jié)構(gòu)。
[0014](三)有益效果
[0015]從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0016]1、本發(fā)明提供的具有多傳輸零點的小型化帶通濾波器，由于諧振器嵌套使用，極大程度地減小了濾波器尺寸。
[0017]2、本發(fā)明提供的具有多傳輸零點的小型化帶通濾波器，采用開路線耦合的方式可靠性高，易于加工。開路線使用階梯阻抗實現(xiàn)，便于調(diào)節(jié)耦合強度，增加設(shè)計自由度。
[0018]3、本發(fā)明提供的具有多傳輸零點的小型化帶通濾波器，在山下邊帶臨近通帶產(chǎn)生傳輸零點，提高了阻帶抑制特性；同時，因為使用了較少的諧振器，使得通帶插入損耗較小，通帶平坦特性優(yōu)異。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是依照本發(fā)明實施例的具有多傳輸零點的小型化帶通濾波器的示意圖。
[0020]圖2是圖1中相互嵌套耦合的兩個諧振器的示意圖。
[0021]圖3是對圖1所示具有多傳輸零點的小型化帶通濾波器進行仿真測試的結(jié)果圖。

【具體實施方式】
[0022]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。
[0023]本發(fā)明提供了一種具有多傳輸零點的小型化帶通濾波器，該小型化帶通濾波器采用微帶形式實現(xiàn)，包括微帶基片、底層地和頂層微帶電路，其中，微帶基片形成于底層地之上，頂層微帶電路形成于微帶基片之上；頂層微帶電路包括相互嵌套耦合的第一諧振器7和第二諧振器8、輸入抽頭5、輸出抽頭6、第一階梯阻抗開路線3和第二階梯阻抗開路線4，輸入抽頭5連接于第二階梯阻抗開路線4，輸出抽頭6連接于第一階梯阻抗開路線3，兩個階梯阻抗開路線(3、4)作為饋線與兩個諧振器(7、8)耦合。整個濾波器為中心奇對稱結(jié)構(gòu)。微帶基片的相對介電常數(shù)1-100，厚度為0.05-5mm。
[0024]相互嵌套稱合的第一諧振器7和第二諧振器8由傳輸線構(gòu)成，傳輸線的電長度在中心頻率處為1/2波長。即相互嵌套的諧振器采用電長度1/2波長傳輸線，折疊使用，兩諧振器關(guān)于中心奇對稱。構(gòu)成第一諧振器7和第二諧振器8的傳輸線采用均勻傳輸線或階梯阻抗傳輸線。
[0025]兩個諧振器(7、8)采用嵌套耦合的方式不僅增強了耦合強度，而且大大降低了濾波器尺寸。通過耦合方式饋電，可以在通帶的上下邊帶產(chǎn)生傳輸零點，另外階梯阻抗開路線方式的饋線在上邊帶遠端產(chǎn)生傳輸零點，提高了上邊帶的抑制特性。
[0026]輸入抽頭5或輸出抽頭6為特征阻抗50歐姆的傳輸線。輸入抽頭5與第二階梯阻抗開路線4之間采用漸變傳輸線連接，輸出抽頭6與第一階梯阻抗開路線3之間采用漸變傳輸線連接。
[0027]第一階梯阻抗開路線3和第二階梯阻抗開路線4采用開路線耦合的方式進行饋電。第一階梯阻抗開路線3和第二階梯阻抗開路線4采用均勻傳輸線或階梯阻抗傳輸線。輸入/輸出饋電采用開路線耦合方式，開路線采用階梯阻抗傳輸線實現(xiàn)耦合強度調(diào)節(jié)。
[0028]本實施例中，微帶基片相對介電常數(shù)3.55，厚度0.508mm。
[0029]圖1為依照本發(fā)明實施例的具有多傳輸零點的小型化帶通濾波器的示意圖。該小型化帶通濾波器包含嵌套耦合的諧振器(7，8)，輸入/輸出抽頭(5，6)，階梯阻抗開路線(3，4)作為饋線與諧振器耦合。輸入/輸出傳輸線的特征阻抗為50歐姆，輸入/輸出抽頭與饋線之間采用較短的漸變傳輸線連接。
[0030]圖2是圖1中相互嵌套耦合的兩個諧振器的示意圖。此處采用螺旋嵌套的方式實現(xiàn)耦合，但本發(fā)明的實施方式不受上述實施實例的限制。兩個諧振器關(guān)于中心奇對稱，調(diào)節(jié)間距SI可以調(diào)節(jié)耦合強度以獲得所需的耦合系數(shù)。
[0031]圖3是對圖1所示具有多傳輸零點的小型化帶通濾波器進行仿真測試的結(jié)果圖。本發(fā)明的實施實例的仿真和測試結(jié)果頻率特性包括:S11和S21，橫坐標代表頻率變量，單位為GHz;縱坐標代表幅度變量，單位為dB。虛線代表仿真結(jié)果，實現(xiàn)代表測試結(jié)果。由圖3可以看出，本發(fā)明的帶通濾波器中心頻率4.8GHz，絕對帶寬大于1.2GHz，在3.1GHz和
5.85GHz處產(chǎn)生傳輸零點(9、10)提高阻帶印制特性。
[0032]以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有多傳輸零點的小型化帶通濾波器，其特征在于，該小型化帶通濾波器采用微帶形式實現(xiàn)，包括微帶基片、底層地和頂層微帶電路，其中，微帶基片形成于底層地之上，頂層微帶電路形成于微帶基片之上； 頂層微帶電路包括相互嵌套耦合的第一諧振器(7)和第二諧振器(8)、輸入抽頭(5)、輸出抽頭(6)、第一階梯阻抗開路線(3)和第二階梯阻抗開路線(4)，輸入抽頭(5)連接于第二階梯阻抗開路線(4)，輸出抽頭(6)連接于第一階梯阻抗開路線(3)，兩個階梯阻抗開路線(3、4)作為饋線與兩個諧振器(7、8)耦合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有多傳輸零點的小型化帶通濾波器，其特征在于，所述相互嵌套耦合的第一諧振器(7)和第二諧振器(8)由傳輸線構(gòu)成，傳輸線的電長度在中心頻率處為1/2波長。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有多傳輸零點的小型化帶通濾波器，其特征在于，所述構(gòu)成第一諧振器(7)和第二諧振器(8)的傳輸線采用均勻傳輸線或階梯阻抗傳輸線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有多傳輸零點的小型化帶通濾波器，其特征在于，所述輸入抽頭(5)或輸出抽頭(6)為特征阻抗50歐姆的傳輸線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有多傳輸零點的小型化帶通濾波器，其特征在于，所述輸入抽頭(5)與第二階梯阻抗開路線(4)之間采用漸變傳輸線連接，所述輸出抽頭(6)與第一階梯阻抗開路線(3)之間采用漸變傳輸線連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有多傳輸零點的小型化帶通濾波器，其特征在于，所述第一階梯阻抗開路線(3)和第二階梯阻抗開路線(4)采用開路線耦合的方式進行饋電。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有多傳輸零點的小型化帶通濾波器，其特征在于，所述第一階梯阻抗開路線(3)和第二階梯阻抗開路線(4)采用均勻傳輸線或階梯阻抗傳輸線。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有多傳輸零點的小型化帶通濾波器，其特征在于，所述微帶基片的相對介電常數(shù)1-100，厚度為0.05-5mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有多傳輸零點的小型化帶通濾波器，其特征在于，該小型化帶通濾波器為中心奇對稱結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】H01P1/203GK104051828SQ201410286080
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月24日
【發(fā)明者】杜澤保, 楊浩, 張海英 申請人:中國科學(xué)院微電子研究所