CN109066024B - 一种基于模式复合传输线的大频率比双通带滤波器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于模式复合传输线的大频率比双通带滤波器，包括微带线导体、微带线地板、交指电容过渡结构、微带线渐变过渡结构、模式复合传输线、阶梯阻抗低通滤波器、四分之一波长短路枝节阶梯阻抗带通滤波器、基片集成波导滤波器、介质基板。本发明适用于微波毫米波宽带及多频***的小型化双通带滤波器设计中，其优点是仅需要单层基板实现超大频率比双通带滤波器，两通带间带外抑制高，且两个通带可以独立设计。
Description
技术领域
本发明属于微波毫米波双通带滤波器技术领域，一种基于模式复合传输线的大频率比双通带滤波器
背景技术
滤波器作为无线通信***中的一个重要的组成部分，对整个***的性能起着至关重要的作用。随着宽带，多频微波毫米波***的发展，对宽带，多通带，高性能，小型化滤波器的需求也越来越大。其中多通带滤波器能够有效的减少***通道数，简化***构架。对于传统的双通带滤波器，通常采用谐振器的高次谐波或者简并模来进行设计，但是这种设计方法很难实现两个通带的独立设计，且很难实现大频率比的双通带滤波器，进而很难适用于宽带或者大频率比的多频***中。因此，对于实现高自由度大频率比双通带滤波器的研究是十分有价值的。
目前国内外关于大频率比滤波器的研究还处于起步阶段，2018年，S.Y.Zheng等学者提出了一种利用小孔耦合将高低频进行模式分离，来设计大频率比滤波器，能够实现12倍频的大频率比双通带滤波器，但该种滤波需要用多层结构实现，不适合平面集成。(S.Y.Zheng,Z.L.Su,Y.M.Pan,Z.Qamar and D.Ho,"New Dual-/Tri-Band BandpassFilters and Diplexer With Large Frequency Ratio,"in IEEE Transactions onMicrowave Theory and Techniques,vol.66,no.6,pp.2978-2992,June 2018.)。模式复合传输线作为一种适用于多频，宽带***的新型传输线，具有结构复用，模式复合的特点。模式复合共面波导由基片集成波导与准共面波导复合而成，是一种单层结构实现的模式复合传输线，通过一种由交指电容和微带渐变线组成的过渡结构能够在仅一对输入输出端口的情况下，实现模式复合共面波导与微带线的良好过渡。使其在低频由微带线过渡到准共面波导的TEM模式，在高频过渡到基片集成波导的TE10模式。这种随频率变化的模式选择特性为高自由度大频率比的双通带滤波器提供了可能性。但基于模式复合共面波导的滤波器设计理论尚不完善，具有研究的价值。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供基于模式复合传输线的大频率比双通带滤波器，在单层结构的前提下，实现高性能大频率比的双通带滤波性能。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种基于模式复合传输线的大频率比双通带滤波器，包括微带线导体、微带线地板、交指电容过渡结构、微带线渐变过渡结构、模式复合传输线、阶梯阻抗低通滤波器、四分之一波长短路枝节阶梯阻抗带通滤波器、基片集成波导滤波器、介质基板，所述的交指电容过渡结构位于微带线地板与模式复合传输线之间且位于介质基板下表面；所述的微带线渐变过渡结构位于模式复合传输线与微带线导体之间且为与介质基板上表面；所述的阶梯阻抗低通滤波器通过模式复合传输线与四分之一波长短路枝节阶梯阻抗带通滤波器连接。
进一步的，所述的模式复合传输线由基片集成波导与位于介质基板下表面的两侧边导体平面构成，它可以看成是准共面波导和基片集成波导复合而成；基片集成波导作为准共面波导的中心导体和不与基片集成波导接触的两侧边导体平面组成了准共面波导。
进一步的，所述的基片集成波导滤波器作为双通带滤波器的高频通带由基片集成波导中的金属通孔对形成的谐振器构成；所述的阶梯阻抗低通滤波器起到低频通带高次谐波抑制的作用由准共面波导低阻抗线和高阻抗线级联而成；所述的四分之一波长短路枝节阶梯阻抗带通滤波器作为双通带滤波器的低频通带由两对对称且弯折的四分之一波长阶梯阻抗谐振器和起匹配作用的模式复合传输线组成。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和有益效果：
(1)本发明所提出的基于模式复合传输线的大频率比双通带滤波器，能够实现频率比大于20倍的超大频率比双通带滤波器，且两个通带之间具有很好的带外抑制。
(2)本发明提出的基于模式复合传输线的大频率比双通带滤波器，仅需要单层基板实现。能够大大降低加工成本。
(3)本发明提出的基于模式复合传输线的大频率比双通带滤波器，两个通带可以独立设计，单独调节，能够有效的适用于宽带，多频***。
本发明的目的、特征及优点将结合实施例，参照附图作如下进一步的说明。
附图说明
图1是本发明一种基于模式复合传输线的大频率比双通带滤波器结构示意图。
图2是本发明在0-40GHz基于模式复合传输线的大频率比双通带滤波器S参数仿真与测试结果图。
具体实施方式
如图1的一种基于模式复合传输线的大频率比双通带滤波器结构示意图所示，一种基于模式复合传输线的大频率比双通带滤波器，包括微带线导体11、微带线地板12、交指电容过渡结构2、微带线渐变过渡结构3、模式复合传输线4、阶梯阻抗低通滤波器5、四分之一波长短路枝节阶梯阻抗带通滤波器6、基片集成波导滤波器7、介质基板8，所述基于模式复合传输线的大频率比双通带滤波器采用厚度为0.508mm的低损耗Rogers 5880基板，所述的交指电容过渡结构2位于微带线地板12与模式复合传输线4之间且位于介质基板8下表面，所述交指电容中交指枝节的个数为15个、各交指枝节的长度为1.2mm宽度为0.144mm以及交指枝节间的间距为0.11mm；所述的微带线渐变过渡结构3位于模式复合传输线4与微带线导体11之间且为与介质基板8上表面；所述的阶梯阻抗低通滤波器5通过模式复合传输线4与四分之一波长短路枝节阶梯阻抗带通滤波器6连接；
所述的模式复合传输线4由基片集成波导41与位于介质基板8下表面的两侧边导体平面42构成，它可以看成是准共面波导10和基片集成波导41复合而成；基片集成波导41作为准共面波导10的中心导体和不与基片集成波导41接触的两侧边导体平面42组成了准共面波导10；
所述的基片集成波导滤波器7作为双通带滤波器的高频通带由基片集成波导41中的金属通孔对9形成的谐振器构成；所述的阶梯阻抗低通滤波器5起到低频通带高次谐波抑制的作用由准共面波导10低阻抗线51和高阻抗线52级联而成；所述的四分之一波长短路枝节阶梯阻抗带通滤波器6作为双通带滤波器的低频通带由两对对称且弯折的四分之一波长阶梯阻抗谐振器61和起匹配作用的模式复合传输线62组成，对应的为3.5GHz的四分之一波长；
图2给出了本具体实施中在0-40GHz基于模式复合传输线的大频率比双通带滤波器S参数仿真与测试结果图。实现了两个通带的中心频率分别在1.7GHz和35GHz，频率比大于20超大频率比的双通带滤波器，两个通带中心频率对应的损耗分别为0.6dB和1.8dB，两通带间的带外抑制大于28dB。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。
Claims (3)
1.一种基于模式复合传输线的大频率比双通带滤波器，包括微带线导体(11)、微带线地板(12)、交指电容过渡结构(2)、微带线渐变过渡结构(3)、模式复合传输线(4)、阶梯阻抗低通滤波器(5)、四分之一波长短路枝节阶梯阻抗带通滤波器(6)、基片集成波导滤波器(7)、介质基板(8)，其特征在于：所述的交指电容过渡结构(2)位于微带线地板(12)与模式复合传输线(4)之间且位于介质基板(8)下表面；所述的微带线渐变过渡结构(3)位于模式复合传输线(4)与微带线导体(11)之间且位于介质基板(8)上表面；所述的阶梯阻抗低通滤波器(5)通过模式复合传输线(4)与四分之一波长短路枝节阶梯阻抗带通滤波器(6)连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于模式复合传输线的大频率比双通带滤波器，其特征在于：所述的模式复合传输线(4)由基片集成波导(41)与位于介质基板(8)下表面的两侧边导体平面(42)构成，它是由准共面波导(10)和基片集成波导(41)复合而成；基片集成波导(41)作为准共面波导(10)的中心导体和不与基片集成波导(41)接触的两侧边导体平面(42)组成了准共面波导(10)。
3.根据权利要求1所述的一种基于模式复合传输线的大频率比双通带滤波器，其特征在于：所述的基片集成波导滤波器(7)作为双通带滤波器的高频通带由基片集成波导(41)中的金属通孔对(9)形成的谐振器构成；所述的阶梯阻抗低通滤波器(5)起到低频通带高次谐波抑制的作用由准共面波导(10)低阻抗线(51)和高阻抗线(52)级联而成；所述的四分之一波长短路枝节阶梯阻抗带通滤波器(6)作为双通带滤波器的低频通带由两对对称且弯折的四分之一波长阶梯阻抗谐振器(61)和起匹配作用的模式复合传输线(62)组成。
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Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110661067B (zh) * | 2019-09-12 | 2021-02-26 | 天津大学 | 一种基于5g双频的介质集成悬置线的带通滤波器 |
| CN111029694A (zh) * | 2019-12-09 | 2020-04-17 | 瑞声科技(新加坡)有限公司 | 微带滤波器 |
| CN111696959B (zh) * | 2020-06-19 | 2022-07-01 | 安徽大学 | 晶圆级封装中球栅阵列毫米波宽带匹配结构及设计方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20100097392A (ko) * | 2009-02-26 | 2010-09-03 | 광운대학교 산학협력단 | 계단 임피던스 공진기를 이용하여 고조파를 억제한 기판 집적형 도파관 구조의 대역 통과 여파기 |
| CN202373678U (zh) * | 2011-12-01 | 2012-08-08 | 华南理工大学 | 小型化的低通带可调的双通带带通滤波器 |
| CN105186080A (zh) * | 2015-07-27 | 2015-12-23 | 电子科技大学 | 一种半模基片集成波导带通滤波器 |
| CN106549200A (zh) * | 2016-06-04 | 2017-03-29 | 南京理工大学 | 基于左右手结构的小型化双通带微带滤波器 |
| CN106602185A (zh) * | 2016-12-07 | 2017-04-26 | 中国船舶重工集团公司第七〇九研究所 | 一种基于非对称短路枝节加载谐振器的双通带滤波器 |
| CN107256998A (zh) * | 2017-06-23 | 2017-10-17 | 电子科技大学 | 基于半模基片集成波导超材料传输线滤波器 |
| CN107946706A (zh) * | 2017-10-26 | 2018-04-20 | 中山大学 | 基于微带和基片集成波导的双频带通滤波器及其设计方法 |
| CN208955160U (zh) * | 2018-08-13 | 2019-06-07 | 电子科技大学 | 一种基于模式复合传输线的大频率比双通带滤波器 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9455484B2 (en) * | 2013-10-25 | 2016-09-27 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Wideband electronically tunable cavity filters |
| US10530026B2 (en) * | 2016-11-21 | 2020-01-07 | M-Tron Industries, Inc. | PCB embedded tunable microwave filter with temperature compensation |
| CN217903405U (zh) * | 2022-06-23 | 2022-11-25 | 山东科技大学 | 一种基于复合左右手特征的双通带滤波器 |
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20100097392A (ko) * | 2009-02-26 | 2010-09-03 | 광운대학교 산학협력단 | 계단 임피던스 공진기를 이용하여 고조파를 억제한 기판 집적형 도파관 구조의 대역 통과 여파기 |
| CN202373678U (zh) * | 2011-12-01 | 2012-08-08 | 华南理工大学 | 小型化的低通带可调的双通带带通滤波器 |
| CN105186080A (zh) * | 2015-07-27 | 2015-12-23 | 电子科技大学 | 一种半模基片集成波导带通滤波器 |
| CN106549200A (zh) * | 2016-06-04 | 2017-03-29 | 南京理工大学 | 基于左右手结构的小型化双通带微带滤波器 |
| CN106602185A (zh) * | 2016-12-07 | 2017-04-26 | 中国船舶重工集团公司第七〇九研究所 | 一种基于非对称短路枝节加载谐振器的双通带滤波器 |
| CN107256998A (zh) * | 2017-06-23 | 2017-10-17 | 电子科技大学 | 基于半模基片集成波导超材料传输线滤波器 |
| CN107946706A (zh) * | 2017-10-26 | 2018-04-20 | 中山大学 | 基于微带和基片集成波导的双频带通滤波器及其设计方法 |
| CN208955160U (zh) * | 2018-08-13 | 2019-06-07 | 电子科技大学 | 一种基于模式复合传输线的大频率比双通带滤波器 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| "Compact dual-band bandpass filter based on zeroth-order resonator with large center frequency ratio";Guangxu Shen et al;《2017 sixth Asia-Pacific conference on antennas and propagation（APCAP）》;全文 * |
| "双频带通滤波器的优化设计";孟令琴;《固体电子学研究与进展》;第30卷(第2期);第247-250页 * |
| "应用于多模WLANs的紧凑SIR双频带通滤波器";夏祖学等;《固体电子学研究与进展》;第36卷(第2期);第124-127页 * |
Also Published As
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