CN108110389B - 一种高近端抑制度小型化微带发夹线滤波器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高近端抑制度小型化微带发夹线滤波器，包括：谐振器组、抽头式外部耦合和基于交叉耦合的微波电感线；所述抽头式外部耦合包括微带线，所述微带线直接连接在所述谐振器组两侧的谐振器上；所述基于交叉耦合的微波电感线包括耦合缝隙以及电感线，所述电感线一端与所述谐振器组一侧的谐振器抽头式耦合，另一端连接所述耦合缝隙，所述耦合缝隙与所述谐振器组另一侧的谐振器平行耦合。本发明能够在小型化条件下兼有宽频带、低插损、高平坦度等特性，其双频带可以覆盖第五代移动通信的4.8‑5.0GHz频段，其在高集成度的条件下兼有良好的滤波特性。
Description
技术领域
本发明涉及电气元件领域，具体地，涉及一种高近端抑制度小型化微带发夹线滤波器。
背景技术
基站射频前端所需滤波器的小型化，低插损，高带内平坦度和高带外抑制现实需求是滤波器发展的主要动力。然而，目前被广泛使用的微带滤波器，大都采用直接耦合的结构设计，难以满足随着通信通道数不断增加带来的近端的抑制度高要求。
同时，现代移动通信的飞速发展和广泛应用，随之而来的是人们对高性能通信质量的迫切需求，第五代移动通信中，大规模MIMO有源天线阵列的使用使得射频前端数不断增加，邻道干扰不断严重，随之而来的是对滤波器高近端抑制度要求的不断提高。
针对上述需求，当前国内外业界工作者提出了很多创新理论和结构并不断深化对其认识。其中，Kurzrok教授在1966年设计的交叉耦合滤波器在业界引起了很大的反响，与传统微波滤波器相比，交叉耦合滤波器能够提高性能并减小尺寸。因此，在后续的研究中，国内外业界工作者提出了各种满足于交叉耦合理论的滤波器结构。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种高近端抑制度小型化微带发夹线滤波器。
根据本发明提供的一种高近端抑制度小型化微带发夹线滤波器，包括：谐振器组、抽头式外部耦合和基于交叉耦合的微波电感线；
所述抽头式外部耦合包括微带线，所述微带线直接连接在所述谐振器组两侧的谐振器上；
所述基于交叉耦合的微波电感线包括耦合缝隙以及电感线，所述电感线一端与所述谐振器组一侧的谐振器抽头式耦合，另一端连接所述耦合缝隙，所述耦合缝隙与所述谐振器组另一侧的谐振器平行耦合。
较佳的，所述谐振器组包括并排排列的至少两个谐振器。
较佳的，所述谐振器为发夹线形式的微带线。
较佳的，相邻所述谐振器的开口方向相反。
较佳的，所述谐振器组的谐振器数量为四个，长度分别为17.96mm、18.04mm、17.84mm以及17.61mm，相邻谐振器之间的耦合距离分别是0.55mm、0.64mm以及0.49mm。
较佳的，所述抽头式外部耦合的微带线与所述谐振器的接触点位置为所述谐振器长度的四分之三处。
较佳的，所述抽头式外部耦合的微带线的电阻为50ohm。
较佳的，所述基于交叉耦合的微波电感线的所述电感线为0.1mm，长度为22.89mm。
较佳的，所述基于交叉耦合的微波电感线的所述电感线为蛇形走线。
较佳的，所述耦合缝隙的宽度为0.13mm。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明能够在小型化条件下兼有宽频带、低插损、高平坦度等特性，其双频带可以覆盖第五代移动通信的4.8-5.0GHz频段，其在高集成度的条件下兼有良好的滤波特性。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明高近端抑制度小型化微带发夹线滤波器的结构示意图；
图2为本发明高近端抑制度小型化微带发夹线滤波器的S参数图；
图3为本发明高近端抑制度小型化微带发夹线滤波器的群时延参数图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1所示，本发明提供的一种高近端抑制度小型化微带发夹线滤波器，包括：谐振器组1、抽头式外部耦合2和基于交叉耦合的微波电感线3。整个滤波器结构分布在电路的上层，下层为接地层，中间为Rogers4003。该滤波器整体尺寸24.4×15.38×0.508mm3；工作于4.8～5GHz，有效覆盖工信部规定的5G通信4.8-5.0GHz频段。
谐振器组1包括并排排列的至少两个谐振器，在本实施例中采用四个，长度分别为17.96mm、18.04mm、17.84mm以及17.61mm，相邻谐振器之间的耦合距离分别是0.55mm、0.64mm以及0.49mm，但本发明对此不作限制。谐振器为发夹线形式的微带线，具有一个开口，呈U形结构，相邻谐振器的开口方向相反。
抽头式外部耦合2包括微带线，微带线的电阻为50ohm，微带线直接连接在谐振器组1两侧的谐振器上。抽头式外部耦合2的微带线与谐振器的接触点位置为谐振器长度的四分之三处，在本实施例中为7.55mm位置，微带线长度为3.37mm，该长度与性能无影响。
基于交叉耦合的微波电感线3包括耦合缝隙301以及电感线302，电感线302一端与谐振器组1一侧的谐振器抽头式耦合，另一端连接耦合缝隙301，耦合缝隙301与谐振器组另一侧的谐振器平行耦合。耦合量与耦合缝隙301宽度有关，本次设计耦合缝隙301宽度0.13mm。交叉耦合主要由0.1mm宽度的电感线302保证，该电感线302等效的电感与其长度有关，本次设计该蛇形电感线的长度为：22.89mm。
如图2和图3所示的S参数图以及群时延参数，该滤波器的3dB通带带宽为：4.7GHz～5.01GHz，带宽为301MHz，带内回波损耗小于-15dB。同时，带外抑制在中心频率±260MHz(即带外110MHz处)抑制达到33dBc。且，该滤波器群时延不超过5ns，且群时延波动不超过2.5ns。该滤波器能够在小型化条件下兼有宽频带、低插损、高平坦度等特性，在现代移动通信***，尤其是第五代移动通信大规模MIMO领域有广泛的应用前景。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (7)
1.一种高近端抑制度小型化微带发夹线滤波器，其特征在于，包括：谐振器组、抽头式外部耦合和基于交叉耦合的微波电感线；
所述抽头式外部耦合包括微带线，所述微带线直接连接在所述谐振器组两侧的谐振器上；
所述基于交叉耦合的微波电感线包括耦合缝隙以及电感线，所述电感线一端与所述谐振器组一侧的谐振器抽头式耦合，另一端连接所述耦合缝隙，所述耦合缝隙与所述谐振器组另一侧的谐振器平行耦合；
所述谐振器组包括并排排列的至少两个谐振器，相邻所述谐振器的开口方向相反，所述基于交叉耦合的微波电感线的所述电感线为蛇形走线。
2.根据权利要求1所述的高近端抑制度小型化微带发夹线滤波器，其特征在于，所述谐振器为发夹线形式的微带线。
3.根据权利要求1所述的高近端抑制度小型化微带发夹线滤波器，其特征在于，所述谐振器组的谐振器数量为四个，长度分别为17.96mm、18.04mm、17.84mm以及17.61mm，相邻谐振器之间的耦合距离分别是0.55mm、0.64mm以及0.49mm。
4.根据权利要求1所述的高近端抑制度小型化微带发夹线滤波器，其特征在于，所述抽头式外部耦合的微带线与所述谐振器的接触点位置为所述谐振器长度的四分之三处。
5.根据权利要求1所述的高近端抑制度小型化微带发夹线滤波器，其特征在于，所述抽头式外部耦合的微带线的电阻为50ohm。
6.根据权利要求1所述的高近端抑制度小型化微带发夹线滤波器，其特征在于，所述基于交叉耦合的微波电感线的所述电感线为0.1mm，长度为22.89mm。
7.根据权利要求1所述的高近端抑制度小型化微带发夹线滤波器，其特征在于，所述耦合缝隙的宽度为0.13mm。
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