CN112072238B - 一种发夹型带通滤波器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发夹型带通滤波器，包括依次堆叠的上金属层、介质基板、下金属层，上金属层与下金属层连接并构成谐振腔，上金属层包括依次间隔排列的发夹型半波长谐振器第一谐振器、第二谐振器、第三谐振器、第四谐振器和第五谐振器，第一谐振器、第三谐振器和第五谐振器开口向上设置，第二谐振器和第四谐振器开口向下设置，第一谐振器的输入谐振条上连接有输入微带线，第五谐振器的输出谐振条上连接有输出微带线，输入谐振条和输出谐振条分别沿第一谐振器和第五谐振器闭口方向利用微带线延长1/4波长。该滤波器能够抑制通带外更高频率处的寄生通带、实现宽阻带特性，具有良好的频率选择特性、***损耗低。

Description

一种发夹型带通滤波器
技术领域
本发明涉及一种滤波器，更具体地，涉及一种发夹型带通滤波器。
背景技术
射频微波带通滤波器是现代无线通信***中重要的模块之一，随着射频集成电路的快速发展以及频谱资源的日趋密集，***对滤波器的性能和尺寸提出了更高的要求，频谱资源的紧张要求滤波器拥有更好的选频特性，即良好的带外抑制和较低的***损耗，否则相邻信道的信号会造成干扰。微带发夹结构滤波器由于结构紧凑、具有高带外抑制、成本低、易于加工与集成等特点现成为主流。然而，对于微带发夹型带通滤波器而言，在设计频率的整数倍处会出现寄生通带，影响滤波器的整体性能。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种能够有效抑制通带外更高频率处的寄生通带、实现宽阻带特性、具有良好的频率选择特性、***损耗低的发夹型带通滤波器。
技术方案：本发明所述的发夹型带通滤波器包括依次堆叠的上金属层、介质基板、下金属层，上金属层与下金属层连接并构成谐振腔，上金属层包括依次间隔排列的发夹型半波长谐振器第一谐振器、第二谐振器、第三谐振器、第四谐振器和第五谐振器，第一谐振器、第三谐振器和第五谐振器开口向上设置，第二谐振器和第四谐振器开口向下设置，第一谐振器的输入谐振条上连接有输入微带线，第五谐振器的输出谐振条上连接有输出微带线，输入谐振条和输出谐振条分别沿第一谐振器和第五谐振器闭口方向利用微带线延长1/4波长。
其中，输入微带线和输出微带线为抽头式馈电微带线，且贴近介质基板边缘，能够减小滤波器整体的面积，输入微带线和输出微带线分别连接在输入谐振条和输出谐振条中间偏下位置，输入谐振条两侧设有金属通孔，金属通孔间距为 4～6mm，金属通孔穿过介质基板将上金属层与下金属层相连，能够提供等效的并联电感，与谐振器相互结合，能够使得高频处的带外抑制有所增加，介质基板为微波介质基板。
工作原理：基于传统的发夹型滤波器，在连接输入输出端的谐振单元上分别加入四分之一波长开路微带线，并且在滤波器输入端馈电线的两侧增加金属通孔，增加1/4波长微带线，因四分之一波长开路短截线ZL＝∞，则Zin＝0，等效于短路接地，所以会抑制寄生通带的产生，在输入端增加对称通孔，由顶层金属连接到底层金属，等效于一个串联接地谐振电路，在寄生通带处产生零点，通过两者相互结合的方法，在不影响目标通带前提下达到抑制寄生通带产生的目的。
有益效果：本发明与现有技术相比，其显著优点是：1、通过将谐振条进行延长，与等效的并联电感结合，能够抑制通带外更高频率处的寄生通带、实现宽阻带特性；2、具有良好的频率选择特性、***损耗低。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明俯视图；
图3是下金属层结构示意图；
图4是本发明的仿真图。
具体实施方式
如图1所示，发夹型带通滤波器包括依次堆叠的上金属层、介质基板9、下金属层10，上金属层与下金属层10连接并构成谐振腔，上金属层包括依次间隔排列的发夹型半波谐振器第一谐振器3、第二谐振器4、第三谐振器5、第四谐振器6和第五谐振器7，第一谐振器3、第三谐振器5和第五谐振器7开口向上设置，第二谐振器4和第四谐振器6开口向下设置，第一谐振器3的输入谐振条 31上连接有输入微带线1，第五谐振器7的输出谐振条72上连接有输出微带线 8，输入谐振条31和输出谐振条72分别沿第一谐振器3和第五谐振器7闭口方向利用微带线延长1/4波长，输入微带线1和输出微带线8为抽头式馈电微带线，且贴近介质基板9边缘，输入微带线1和输出微带线8分别连接在输入谐振条 31和输出谐振条72中间偏下位置，输入谐振条31两侧设有金属通孔2，金属通孔2由0.1mm厚的Cu圆环构成，如图3所示，下金属层10也相应设置有通孔，且覆盖整个介质基板9，金属通孔2穿过介质基板9将上金属层与下金属层10 相连，介质基板9为相对介电常数为10.2的基板，材质为RogersRT6010，厚度为0.635mm，如图2所示，发夹型带通滤波器长L为24.1mm、宽W为16mm，输入微带线1和输出微带线8尺寸相等，长L1为4mm，宽W1为1.2mm，第一谐振器3的第一短臂32、第三谐振器5的谐振条和第五谐振器7的第五短臂71 宽度W4相等，为7.7mm，第二谐振器4和第四谐振器6的尺寸相等，宽W3 都为7.9mm，第一谐振器3的输入谐振条31延长的宽度和第五谐振器7的输出谐振条72延长的宽度W2相等，为3.4mm，第一谐振器3和第二谐振器4之间的距离L4为0.7mm，第三谐振器5和第二谐振器4以及第四谐振器6之间的距离L5为1.1mm，第四谐振器6和第五谐振器7之间的距离为0.7mm，第一谐振器3、第二谐振器4、第三谐振器5、第四谐振器6和第五谐振器7的谐振条宽 L3为0.5mm，每个谐振器两条谐振条之间的距离L2为1.5mm，金属通孔2之间的距离为4mm，孔径为0.8mm。
如图4所示，虚线为传统发夹结构仿真曲线图，实线部分为本发明发夹结构仿真曲线图，从图中可以看出，本发明发夹结构通带外抑制降低到45dB以下，抑制传统发夹结构产生的寄生通带，实现宽阻带特性，更优的频率选择特性。发夹型带通滤波器的工作频段为3.7GHz-3.9GHz，***损耗为3dB，在3.5GHz处的带外抑制为55dB，在4.5GHz处的带外抑制为50dB，在4.5GHz-8GHz处，通带外抑制高于34dB，该滤波器面积为24.1mm*16mm，实现了高抑制、宽阻带、小型化的性能指标。

Claims (5)

1.一种发夹型带通滤波器，其特征在于，包括依次堆叠的上金属层、介质基板(9)、下金属层(10)，所述上金属层与下金属层(10)连接并构成谐振腔，所述上金属层包括依次间隔排列的发夹型半波长谐振器第一谐振器(3)、第二谐振器(4)、第三谐振器(5)、第四谐振器(6)和第五谐振器(7)，所述第一谐振器(3)、第三谐振器(5)和第五谐振器(7)开口向上设置，所述第二谐振器(4)和第四谐振器(6)开口向下设置，所述第一谐振器(3)的输入谐振条(31)上连接有输入微带线(1)，所述第五谐振器(7)的输出谐振条(72)上连接有输出微带线(8)，所述输入谐振条(31)和输出谐振条(72)分别沿第一谐振器(3)和第五谐振器(7)闭口方向利用微带线延长1/4波长；所述输入谐振条(31)两侧设有金属通孔(2)，所述金属通孔(2)穿过介质基板(9)将上金属层与下金属层(10)相连。
2.根据权利要求1所述的发夹型带通滤波器，其特征在于，所述输入微带线(1)和输出微带线(8)为抽头式馈电微带线，且贴近介质基板(9)边缘。
3.根据权利要求1或2所述的发夹型带通滤波器，其特征在于，所述输入微带线(1)和输出微带线(8)分别连接在输入谐振条(31)和输出谐振条(72)中间偏下位置。
4.根据权利要求1所述的发夹型带通滤波器，其特征在于，所述金属通孔(2)间距为4～6mm。
5.根据权利要求1所述的发夹型带通滤波器，其特征在于，所述介质基板(9)为微波介质基板。
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