一種微波四頻帶通濾波器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種微波四頻帶通濾波器，屬于多頻帶通濾波器領(lǐng)域，通過將若干個(gè)雙頻帶阻單元嵌入到一個(gè)雙頻帶通濾波器中而得以實(shí)現(xiàn)。其中雙頻帶通濾波器是通過傳輸線將多個(gè)雙模諧振器級(jí)聯(lián)而成，而各個(gè)雙頻帶阻單元?jiǎng)t分別加載在連接兩個(gè)雙模諧振器的傳輸線的中間位置。每個(gè)雙模諧振器都是由一個(gè)開路短截線和一個(gè)短路短截線并聯(lián)而成。每個(gè)雙頻帶阻單元?jiǎng)t是由兩個(gè)不同長(zhǎng)度的開路短截線并聯(lián)而成，并且每個(gè)雙頻帶阻單元的抑制頻點(diǎn)都分別位于雙頻帶通濾波器的兩個(gè)通帶頻率范圍內(nèi)。本實(shí)用新型使用電路互嵌形式，不需要復(fù)雜的耦合網(wǎng)絡(luò)，電路緊湊，電路面積使用效率高，通帶間隔離高，可使用PCB工藝，以微帶電路形式實(shí)現(xiàn)，成本低，無需調(diào)試。
【專利說明】一種微波四頻帶通濾波器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及多頻帶通濾波器領(lǐng)域，尤其涉及一種四頻帶通濾波器。

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有多頻帶通濾波器的實(shí)現(xiàn)方案一般有以下幾種：
[0003] 1)多個(gè)單通帶濾波器并聯(lián)方案。使用多組諧振器實(shí)現(xiàn)多頻帶通濾波器，每一組諧 振器分別實(shí)現(xiàn)一個(gè)通帶，有單獨(dú)或共用的耦合網(wǎng)絡(luò)。這種多頻帶通濾波器實(shí)際使用了數(shù)量 幾倍于單通帶濾波器的諧振器，再加上要安排復(fù)雜的耦合網(wǎng)絡(luò)，電路結(jié)構(gòu)安排非常局促，如 果要實(shí)現(xiàn)高階多頻帶通濾波器則電路結(jié)構(gòu)的安排會(huì)更為困難。該濾波器的電路效率低，且 尺寸較大。
[0004] 2)帶通、帶阻濾波器級(jí)聯(lián)方案。分別設(shè)計(jì)一個(gè)帶通濾波器和一個(gè)帶阻濾波器，將它 們級(jí)聯(lián)可實(shí)現(xiàn)雙頻帶通濾波。該方案分別設(shè)計(jì)了兩個(gè)不同的濾波器，比較繁瑣。而且將兩 個(gè)濾波器級(jí)聯(lián)，其總體積較大。
[0005] 3)多模諧振器(例如階梯阻抗諧振器SIR)方案。多模諧振器的多個(gè)諧振模式用于 實(shí)現(xiàn)多個(gè)通帶。該方案的優(yōu)點(diǎn)是電路效率高，但是設(shè)計(jì)難度較大。多個(gè)通帶使用同一套耦 合網(wǎng)絡(luò)，很難同時(shí)達(dá)到各個(gè)通帶所需要的耦合系數(shù)，因此難于分別控制各通帶的帶寬。
[0006] 4)帶通、帶阻濾波器互嵌方案。該方案將無電容加載的階梯阻抗諧振器和有電容 加載的階梯阻抗諧振器交替加載到一條主傳輸線上。該方案優(yōu)點(diǎn)是電路緊湊，但需另外焊 接電容，電容的容值誤差會(huì)影響通帶性能，其調(diào)試難度較大。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0007] 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)【背景技術(shù)】中的缺陷，提供一種微波四頻帶 通濾波器，以解決耦合結(jié)構(gòu)復(fù)雜、帶寬不易調(diào)節(jié)等問題，同時(shí)避免了加載電容等元器件，僅 使用PCB工藝即可實(shí)現(xiàn)，無需調(diào)試。
[0008] 本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：
[0009] 一種微波四頻帶通濾波器，包含至少N個(gè)雙模諧振器和N-1個(gè)雙頻帶阻單元，N為 大于等于2的自然數(shù)，所述雙頻帶阻單元依次加載于所述雙模諧振器之間、通過連接線與 所述雙模諧振器連接。
[0010] 作為本實(shí)用新型一種微波四頻帶通濾波器進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述雙模諧振器由 一個(gè)短路短截線和一個(gè)開路短截線并聯(lián)而實(shí)現(xiàn)。
[0011] 作為本實(shí)用新型一種微波四頻帶通濾波器進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述雙頻帶阻單元 由兩個(gè)不同開路短截線并聯(lián)而實(shí)現(xiàn)。
[0012] 本實(shí)用新型采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：
[0013] 1.電路簡(jiǎn)潔，不需要使用復(fù)雜的耦合網(wǎng)絡(luò)，電路互嵌形式，使得電路緊湊，電路面 積使用效率高；
[0014] 2.可以較方便地調(diào)節(jié)各通帶的中心頻率和帶寬；
[0015] 3.通帶之間存在傳輸零點(diǎn)，所以具有較大的隔離度；
[0016] 4.可使用PCB工藝，以微帶電路形式加工實(shí)現(xiàn)，無需調(diào)試。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1是雙頻帶通濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018] 圖2是雙頻帶阻單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖3是本實(shí)用新型的四頻帶通濾波器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖4是本實(shí)用新型四頻帶通濾波器的實(shí)例圖；
[0021] 圖5是本實(shí)用新型仿真的傳輸特性曲線和反射特性曲線。
[0022] 圖中，1-雙模諧振器、2-雙頻帶阻單元、3-連接傳輸線。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明：
[0024] 圖1給出了一種雙頻帶通濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖。雙模諧振器由一短路短截線和一 開路短截線并聯(lián)而成，其兩個(gè)諧振模式分別用于實(shí)現(xiàn)兩個(gè)通帶的大致頻率。相鄰雙模諧振 器通過傳輸線作耦合產(chǎn)生兩個(gè)通帶。通過調(diào)節(jié)短路短截線和開路短截線的特性阻抗、電長(zhǎng) 度可以優(yōu)化設(shè)計(jì)通帶的中心頻率和帶寬。
[0025] 圖2是雙頻帶阻單元結(jié)構(gòu)示意圖。它是由兩個(gè)不同的開路短截線并聯(lián)組成。每個(gè) 短截線，當(dāng)其長(zhǎng)度在一定頻點(diǎn)為四分之一波長(zhǎng)時(shí)，其輸入阻抗為零，相當(dāng)于短路。每個(gè)雙頻 帶阻單元在加載到雙頻帶通濾波器的主傳輸線上時(shí)，在雙頻帶通濾波器的兩個(gè)通帶內(nèi)，每 個(gè)加載點(diǎn)處都相當(dāng)于短路，會(huì)形成兩個(gè)傳輸零點(diǎn)。通過調(diào)節(jié)雙頻帶阻單元每個(gè)開路短截線 的特性阻抗和電長(zhǎng)度，可控制兩個(gè)傳輸零點(diǎn)所在的頻點(diǎn)位置。
[0026] 圖3是本實(shí)用新型的四頻帶通濾波器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖。它是將圖2中的雙頻帶阻 單元嵌入到圖1中的雙頻帶通濾波器中，形成一個(gè)雙模諧振器和雙頻帶阻單元交替加載到 主傳輸線上的濾波結(jié)構(gòu)。調(diào)節(jié)雙頻帶阻單元兩個(gè)開路短截線的特性阻抗和電長(zhǎng)度的大小， 使其產(chǎn)生的兩個(gè)抑制頻點(diǎn)分別落在雙頻帶通濾波器的兩個(gè)通帶中。最終若干個(gè)這樣的雙頻 帶阻單元會(huì)在雙頻帶通濾波器的兩個(gè)通帶中各自形成一個(gè)阻帶，從而將兩個(gè)通帶分別一分 為二，形成四個(gè)通帶，實(shí)現(xiàn)四頻帶通濾波器。最終的四頻帶通濾波器的電路參數(shù)可通過仿真 軟件優(yōu)化提取。
[0027] 如圖4所示為一個(gè)四頻帶通濾波器的實(shí)際實(shí)例。其中包含四個(gè)雙模諧振器和三個(gè) 雙頻帶阻單元，雙頻帶阻單元加載在相鄰兩個(gè)雙模諧振器之間的傳輸線的中點(diǎn)處。該四頻 帶通濾波器的設(shè)計(jì)通帶為：1. 4-1. 7GHz、2. 1-2. 3GHz、3. 3-3. 6GHz和5-5. 3GHz。經(jīng)過軟件優(yōu) 化與參數(shù)提取，獲得的各短截線的特性阻抗和電長(zhǎng)度參數(shù)如下表所示：
[0028] Ζ〇(Ω) 150.12 |E〇(deg@2GHz) |51. 1 zJ〇)~38.414 E1(deg@2GHz) 26. 658 Ζ2(Ω)~22.326 E2(deg@2GHz) 36. 207 Ζη(Ω)~|99· 3~|En(deg@2GHz) |64. 84~ Ζ12(Ω)~ 147.37 E12(deg@2GHz) 54. 46~ Ζ21(Ω)~ 22.855 E21(deg@2GHz) 64. 668 Ζ22 ( Ω)~ 13.837 E22(deg@2GHz) 39. 236 ZS1(Q)~ 138.68 Esl(deg@2GHz) 42. 641 ΖΧ1 ( Ω)~117.22 Exl(deg@2GHz) 95. 151 ZS2 ( Ω)~ 91.875 ES2(deg@2GHz) 37. 979 ΖΧ2 ( Ω)~ 60.01 EX2(deg@2GHz) 98. 73~ ZS2 ( Ω)~ 145.93 ES3(deg@2GHz) 42. 824 ΖΧ2 ( Ω)~ 127.37 EX3(deg@2GHz) 97. 289
[0029] 圖5給出了該濾波器仿真的傳輸特性曲線S21和反射特性曲線S11。四個(gè)通帶從 低頻到高頻，帶內(nèi)平坦，相應(yīng)的回波損耗分別為19dB、18dB、17dB、16dB。通帶間的隔離度均 大于60dB。
[0030] 該濾波器可以使用微帶線、帶狀線等傳輸線形式加工實(shí)現(xiàn)。其中如果使用微帶電 路的形式，可以使用PCB工藝，成本低，無需調(diào)試。
【權(quán)利要求】
1. 一種微波四頻帶通濾波器，其特征在于，包含至少N個(gè)雙模諧振器和N-1個(gè)雙頻帶阻 單元，N為大于等于2的自然數(shù)，所述雙頻帶阻單元依次加載于所述雙模諧振器之間、通過 連接線與所述雙模諧振器連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波四頻帶通濾波器，其特征在于，所述雙模諧振器由一個(gè) 短路短截線和一個(gè)開路短截線并聯(lián)而實(shí)現(xiàn)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波四頻帶通濾波器，其特征在于，所述雙頻帶阻單元由兩 個(gè)不同開路短截線并聯(lián)而實(shí)現(xiàn)。
【文檔編號(hào)】H01P1/203GK203895576SQ201420202639
【公開日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2014年4月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月23日
【發(fā)明者】崔晨煒, 劉云, 許衛(wèi)軍 申請(qǐng)人:南京航空航天大學(xué)