CN106602187A - 一种宽阻带抑制的平面带通滤波器 - Google Patents

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向凯燃
陈付昌
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    • H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
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Abstract

本发明公开了一种宽阻带抑制的平面带通滤波器，包括输入端口、输出端口及四个依次级联的谐振器，分别为第一、第二、第三、第四谐振器，其中该第一、第四谐振器为均匀阻抗二分之一波长谐振器，该第二、第三谐振器为均匀阻抗四分之一波长谐振器，该四个依次级联的谐振器通过平行耦合，借助耦合线与短截线产生的传输零点对寄生通带进行抑制；所述输入端口的馈线平行耦合在第一谐振器的一侧，所述输出端口的馈线平行耦合在第四谐振器的一侧。本发明能同时实现对多个寄生频带进行抑制，进而实现超宽阻带的特性，具有结构简单可靠、制作成本低、更灵活的选择性等优点，能够满足体积小、滚降快、超宽阻带的性能良好的带通滤波器的设计要求。

Description

一种宽阻带抑制的平面带通滤波器
技术领域
本发明涉及高频器件的技术领域，尤其是指一种宽阻带抑制的平面带通滤波器。
背景技术
近年来随着无线通信技术的飞速发展，越来越多的微波频率资源被通信***所使用，空间电磁频谱越来越密集，从而使得不同的无线通信***之间的频率干扰越来越严重，在无线通信***中，带通滤波器是重要的组成部分。其阻带的性能决定了整个通信***中频率干扰的程度。为了有效地抑制干扰信号，宽阻带滤波器已成为当前微波领域上研究的热点之一。
为了设计出体积小、带内损耗小、滚降快、超宽阻带的性能良好的带通滤波器，学者们提出了许多新型的谐振器结构，其中有些的确展现出良好的性能，比如为了实现宽阻带抑制特性，常使用插指电容谐振器、阶跃阻抗谐振器推高第一寄生频率，使寄生通带远离工作通带，从而增大阻带的频率范围；或者利用缺陷地结构引入传输零点，抑制寄生通带的强度，从而提高宽阻带范围内的抑制度。然而，以上措施在抑制某些寄生通带方面表现欠佳。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出了一种宽阻带抑制的平面带通滤波器，能同时实现对多个寄生频带进行抑制，进而实现超宽阻带的特性；具有结构简单可靠、制作成本低、更灵活的选择性等优点，能够满足体积小、滚降快、超宽阻带的性能良好的带通滤波器的设计要求，适用于多种通信***且工业化生产。
为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种宽阻带抑制的平面带通滤波器，包括输入端口、输出端口及四个依次级联的谐振器，分别为第一、第二、第三、第四谐振器，其中该第一、第四谐振器为均匀阻抗二分之一波长谐振器，该第二、第三谐振器为均匀阻抗四分之一波长谐振器，该四个依次级联的谐振器通过平行耦合，借助耦合线与短截线产生的传输零点对寄生通带进行抑制；所述输入端口的馈线平行耦合在第一谐振器的一侧，所述输出端口的馈线平行耦合在第四谐振器的一侧。
所述均匀阻抗二分之一波长谐振器的一端弯曲成L型，另一端弯曲成U型，耦合特性主要由L型的短截线和耦合线的长度及耦合位置决定；所述均匀阻抗四分之一波长谐振器的一端弯曲成L型，另一端为短路线，耦合特性主要由L型的短截线长度、耦合线长度及耦合位置决定；所述输入端口和输出端口的馈线不与开路端相馈电，与谐振器的中间部分相互耦合。
所述输入端口和输出端口均为50欧姆的阻抗匹配。
本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
1、本发明通过调节各个谐振器之间的并联耦合线与短截线的长度，设置多个传输零点，进而实现了超宽阻带的特性。
2、本发明结构采用二分之一波长的开路线和四分之一波长的短路线实现均匀阻抗谐振器，此外通过多处折叠弯曲，大大压缩了滤波器的尺寸。整个设计结构简单，特性好，而且制作成本底，能有效使用于多种通信***，适合工业化批量生产。
附图说明
图1为本发明的平面带通滤波器的结构示意图。
图2为本发明的平面带通滤波器的散射参数仿真结果图。
图3为图2的局部示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
参见图1所示，本实施例所提供的平面带通滤波器整体制作在双面覆铜微带介质板7上，介质板7同一面上分别制作有输入端口Port1，用于馈入电磁波信号，输出端口Port2，用于馈出电磁波信号，四个依次级联的谐振器，分别为第一、第二、第三、第四谐振器2、3、4、5。介质板7的另一面为覆铜接地板。其中该第一、第四谐振器2、5为均匀阻抗二分之一波长谐振器，该第二、第三谐振器为均匀阻抗四分之一波长谐振器3、4，该四个依次级联的谐振器通过平行耦合，借助耦合线与短截线产生的传输零点对寄生通带进行抑制。均匀阻抗二分之一波长谐振器的一端弯曲成L型，另一端弯曲成U型，耦合特性主要由L型的短截线和耦合线的长度及耦合位置决定；均匀阻抗四分之一波长谐振器的一端弯曲成L型，另一端为短路线，耦合特性主要由L型的短截线长度、耦合线长度及耦合位置决定；图中8和9是接地通孔，需要用焊锡与覆铜接地板连接上，为短路端。输入端口Port1的馈线1平行耦合在第一谐振器2的一侧，输出端口Port2的馈线6平行耦合在第四谐振器5的一侧，输入端口Port1的馈线2和输出端口Port2的馈线6不与开路端相馈电，与谐振器的中间部分相互耦合，输入端口Port1和输出端口Port2均为50欧姆的阻抗匹配。
参见图2所示，展示了本实施例上述平面带通滤波器的散射参数仿真结果，其中心频率为1Ghz，横轴表示平面带通滤波器的信号频率，纵轴表示幅度，包括***损耗S21的幅度和回波损耗S11的幅度，其中S11表示Port1的回波损耗，S21表示Port1和Port2的***损耗。***损耗表示一个信号的输入功率与另一个端口信号的输出功率之间的关系，其相应的数学函数为：输出功率/输入功率(dB)＝20*log|S21|。在本实施例的平面带通滤波器的信号传输过程中，信号的部分功率被反射回信号源，被反射的功率成为反射功率。回波损耗表示该端口信号的输入功率与信号的反射功率之间的关系，其相应的数学函数如下：反射功率/入射功率(dB)＝20*log|S11|。由图2和图3可知，本实施例的平面带通滤波器的中心频率为1Ghz，通带内***损耗绝对值小于3dB，回波损耗绝对值大于15dB，通带内特性非常好。-20dB阻带抑制从1.1Ghz开始，最高超过了16.5Ghz，而-19.6dB阻带抑制更是超过了20dB，寄生通带得到了很好的抑制，带外特性特性令人满意。
以上所述实施例只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种宽阻带抑制的平面带通滤波器，其特征在于：包括输入端口、输出端口及四个依次级联的谐振器，分别为第一、第二、第三、第四谐振器，其中该第一、第四谐振器为均匀阻抗二分之一波长谐振器，该第二、第三谐振器为均匀阻抗四分之一波长谐振器，该四个依次级联的谐振器通过平行耦合，借助耦合线与短截线产生的传输零点对寄生通带进行抑制；所述输入端口的馈线平行耦合在第一谐振器的一侧，所述输出端口的馈线平行耦合在第四谐振器的一侧。
2.根据权利要求1所述的一种宽阻带抑制的平面带通滤波器，其特征在于：所述均匀阻抗二分之一波长谐振器的一端弯曲成L型，另一端弯曲成U型，耦合特性主要由L型的短截线和耦合线的长度及耦合位置决定；所述均匀阻抗四分之一波长谐振器的一端弯曲成L型，另一端为短路线，耦合特性主要由L型的短截线长度、耦合线长度及耦合位置决定；所述输入端口和输出端口的馈线不与开路端相馈电，与谐振器的中间部分相互耦合。
3.根据权利要求1所述的一种宽阻带抑制的平面带通滤波器，其特征在于：所述输入端口和输出端口均为50欧姆的阻抗匹配。
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