CN203596401U - 一种枝节加载矩形环谐振器的超宽带带通滤波器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种枝节加载矩形环谐振器的超宽带带通滤波器，用于射频、微波***领域。它包含一条输入线、一条输出线和一个枝节加载矩形环的谐振器，所述输入线和所述输出线均有三条间隙相等的叉指耦合微带线构成，所述枝节加载矩形环的谐振器由一个传统的补丁型多模谐振器通过一枝节连接一个矩形环构成，所述补丁型多模谐振器的左侧中间位置与位于所述输入线中间位置的所述叉指耦合微带线相连接，所述补丁型多模谐振器的右侧中间位置与位于所述输出线中间位置的所述叉指耦合微带线相连接，两个端口分别位于所述超宽带带通滤波器的左侧和右侧，输入信号从左侧端口输入，依次经过所述输入线、所述谐振器和所述输出线后，从右侧端口输出。本超宽带带通滤波器采用非对称紧耦合输入/输出线馈电的方式实现了超宽通带，同时采用枝节加载矩形环的谐振器来控制位于较低和较高通带边缘的传输零点，以实现优良的通带选择性，且没有不良的耦合。

Description

一种枝节加载矩形环谐振器的超宽带带通滤波器

技术领域

本实用新型属于射频、微波***领域，特别是涉及一种枝节加载矩形环谐振器的带通滤波器，具有超宽带宽和优良的通带选择性。

背景技术

传统宽带滤波器的研究已经比较成熟，但大多仍以窄带滤波器的设计理论为基础，因而公式较冗繁，且带宽较窄，不太适用于现代宽带滤波器的设计。目前，现代宽带滤波器的设计可归纳为两方面，一方面是对宽带滤波器的传统结构进行改进，对传统设计公式进行简化，使设计变得简便可行，并在一定程度上扩展滤波器的通带带宽及阻带带宽；另一方面是不断提出宽带滤波器的新结构、新形式，以期从根本上解决带宽问题，得到性能良好符合要求的宽带及超宽带微波滤波器。例如由Hitoshi Uhida和Kiyomichi Araki于2004年发表的论文“Design and Analysis of UWB with Ring Resonator”中提出了一种由两段阻抗不同的半波长环形谐振器和一个开路枝节组成的超宽带带通滤波器，这种滤波器带宽可以做到很宽，且通带内群时延非常平坦，但由于各级的开路枝节非常靠近，容易产生不必要的耦合，影响整体特性。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种采用非对称紧耦合输入/输出线馈电的方式实现超宽通带，同时采用枝节加载矩形环的谐振器来控制位于较低和较高通带边缘的传输零点，以实现优良的通带选择性。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：枝节加载矩形环谐振器的超宽带带通滤波器包含一个电容式叉指耦合的输入线、一个电容式叉指耦合的输出线、以及一个枝节加载矩形环的谐振器，所述输入线和所述输出线均由三条间隙相同的叉指耦合微带线构成，其中位于顶部的所述叉指耦合微带线和位于底部的所述叉指耦合微带线各有一段电容式开路短截线作为带臂，所述谐振器由一个传统的补丁型多模谐振器通过一枝节连接一个矩形环组成，所述补丁型多模谐振器、所述枝节以及所述矩形环在垂直方向上具有相同的对称面，所述输入线位于所述补丁型多模谐振器的左侧，位于所述输入线中间位置的所述叉指耦合微带线与所述补丁型多模谐振器的左侧中间位置相连接，所述输出线位于所述补丁型多模谐振器的右侧，位于所述输入线中间位置的所述叉指耦合微带线与所述补丁型多模谐振器的右侧中间位置相连接，两个端口均是阻抗为50欧姆的微带线，所述两个端口分别位于所述超宽带带通滤波器的左侧和右侧，左侧所述端口和位于所述输入线顶部和底部的两条所述叉指耦合微带线相连，右侧所述端口和位于所述输出线顶部和底部的两条所述叉指耦合微带线相连，信号从左侧端口输入，依次经过所述输入线、所述谐振器和所述输出线后，从右侧端口输出。

所述输入线和所述输出线的叉指耦合微带线之间的所述间隙可以影响超宽带带通滤波器的相对带宽，所述谐振器决定位于较低和较高通带边缘的传输零点所在的频率。

本实用新型的有益效果是，由于采用了枝节加载矩形环的谐振器使得传输零点的位置容易调节，从而实现优良的通带选择性，且没有不良的耦合。

附图说明

图1为枝节加载矩形环谐振器的超宽带带通滤波器的结构示意图。

图2为枝节加载矩形环谐振器的超宽带带通滤波器的版图。

图3(a)为枝节加载矩形环谐振器的超宽带带通滤波器的参数S11仿真图，图3(b)为枝节加载矩形环谐振器的超宽带带通滤波器的参数S21仿真图。

图中：1和7为端口，2为输入线，3为枝节加载矩形环的谐振器，4为矩形环，5为枝节，6为输出线、8为补丁型多模谐振器，9和10为间隙，11、12和13为耦合微带线。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作进一步的说明。

在图1中，端口1位于滤波器的左端，端口7位于滤波器的右端；输入线2由三条耦合微带线11、12、13组成；间隙9位于耦合微带线11和耦合微带线12之间，间隙10位于耦合微带线12和耦合微带线13之间，间隙9和间隙10的间隙距离相等；6为输出线，输入线2和输出线6沿对称面左右对称；4为矩形环，5为枝节，8为补丁型多模谐振器；矩形环4、枝节5和补丁型多模谐振器8均沿对称面左右对称放置；由矩形环4、枝节5和补丁型多模谐振器8组成了一个枝节加载矩形环的谐振器3；信号由端口1输入，经过输入线2进入枝节加载矩形环的谐振器3，再经过输出线6，从端口7输出。需要指出的是，三条耦合微带线11、12、13之间的间隙9和间隙10，其大小影响了滤波器的相对带宽，当其值为0.1mm时，3dB相对带宽约为113％。

图2为枝节加载矩形环谐振器的超宽带带通滤波器的版图，输入端口1和输出端口7都为50欧姆微带线；输入线2由三条耦合微带线11、12、13组成，耦合微带线11和耦合微带线13的长度都为6.95mm，耦合微带线12长度为6.1mm，三条耦合微带线11、12、13的宽度都为0.1mm；补丁型多模谐振器8的长度为8.14mm，补丁型多模谐振器8的宽度为1.92mm；枝节5的长度为3.6mm，枝节5的宽度为0.46mm；矩形环4的长度为11.08mm，矩形环4的宽度为0.2mm；输入线2和输出线6沿对称面左右对称；信号由端口1输入，经过输入线2进入枝节加载矩形环的谐振器3，再经过输出线6，从端口7输出。制作带通滤波器的印制板的介电常数为10.2，板材厚度为1.27mm，铜箔厚度为0.035mm。

参考图3(a)和图3(b)，带通滤波器的通带为4.04GHz到9.94GHz，中心频率为6.99GHz，在两个传输零点所对应的频率3.6GHz和10.05GHz附近有超过25dB的优良带外抑制，滤波器的回波损耗低于-15dB。

Claims (4)

1.一种枝节加载矩形环谐振器的超宽带带通滤波器，包括由三条叉指耦合微带线构成的输入线、由三条叉指耦合微带线构成的输出线和一个枝节加载矩形环的谐振器，其特征是，所述输入线位于所述谐振器的左侧，所述输出线位于所述谐振器的右侧，所述输入线和所述输出线沿所述谐振器的垂直对称面左右对称放置，两个端口分别位于所述超宽带带通滤波器的左侧和右侧，输入信号从左侧端口输入，依次经过所述输入线、所述谐振器和所述输出线后，从右侧端口输出。

2.根据权利要求1所述的超宽带带通滤波器，其特征是，构成所述输入线和所述输出线的三条所述叉指耦合微带线的长度相等，位于所述输入线和所述输出线顶部的所述叉指耦合微带线和位于所述输入线和所述输出线底部的所述叉指耦合微带线各有一段电容式开路短截线作为带臂，位于所述输入线和所述输出线上面的两条所述叉指耦合微带线之间的间隙和位于所述输入线和所述输出线下面的两条所述叉指耦合微带线之间的间隙距离相等。

3.根据权利要求1所述的超宽带带通滤波器，其特征是，所述谐振器由一个传统的补丁型多模谐振器通过一枝节连接一个矩形环组成，所述补丁型多模谐振器、所述枝节以及所述矩形环在垂直方向上具有相同的对称面。

4.根据权利要求3所述的超宽带带通滤波器，其特征是，所述补丁型多模谐振器的左侧中间位置与位于所述输入线中间位置的所述叉指耦合微带线相连接，所述补丁型多模谐振器的右侧中间位置与位于所述输出线中间位置的所述叉指耦合微带线相连接。

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