一種寬阻帶的帶通濾波器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種寬阻帶的帶通濾波器，包括第一耦合輸入單元、第二中心耦合單元和第三耦合輸出單元。通過調整各段耦合線和扇形枝節(jié)的長度，使其分別抑制三個不同的諧波頻率，進而達到延展阻帶的目的。本發(fā)明可用于微波毫米波通信系統(tǒng)，其優(yōu)點是設計簡單、重量輕、低成本、易于集成、加工周期快。
【專利說明】
一種寬阻帶的帶通濾波器
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于微波毫米波無源器件技術領域，尤其涉及微波毫米波無源器件中的帶通濾波器。
【背景技術】
[0002]帶通濾波器是無線通信系統(tǒng)中的關鍵器件，它只讓通帶內的信號通過，而對帶外的信號抑制。隨著現(xiàn)代通信系統(tǒng)的快速發(fā)展，頻譜資源變得越來越擁擠。因此，無線系統(tǒng)中的帶通濾波器需要在很寬的頻帶范圍內抑制來自其他通訊系統(tǒng)的干擾信號。
[0003]為了擴展帶通濾波器的阻帶范圍，Minra Akra等人公開了一種基于枝節(jié)加載的平行親合線的帶通濾波器(Minra Akra ,Emmanuel Pistono ,Hamza Issa ,Akil Jrad andPhilippe Ferrari，“Full Study of the Parallel-Coupled Stub-Loaded Resonator:Synthesis Method in a Narrow Band With an Extended Optimal Reject1nBandwidth，，，IEEE Transact1ns On Microwave Theory and Techniques , vol.62 ,pp.3380-3392，2014)，通過調整傳輸零點的位置來達到抑制諧波的目的。但是這種結構存在各段親合線之間的親合特性分析困難，設計復雜的缺點。Xiu Yin Zhang等人公開了一種基于差別式親合的寬阻帶帶通濾波器(Xiuyin Zhang,Xin Dai ,Hsuan-Ling Kao ,Ba1-HongWei,Ze Yu Cai and Quan Xue,uCompact LTCC Bandpass Filter With Wide StopbandUsing Discriminating Coupling，，，IEEE Transact1ns On Microwave Theory andTechniques, vol.4 ,pp.656-662,2014)，通過采用差別式的親合結構來抑制某一次諧波。但是該結構存在阻帶抑制范圍窄，加工難度大、周期長、成本高的缺點。
【發(fā)明內容】
[0004]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術設計復雜、加工難度大、周期長、成本高的不足，提供一種寬阻帶的帶通濾波器，在實現(xiàn)寬阻帶的前提下，同時具有設計簡便、易于加工、成本低的優(yōu)點。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案是:一種寬阻帶的帶通濾波器，包括帶金屬地的介質基板、帶通濾波器印刷電路;帶通濾波器印刷電路附著在介質基板上表面;其特征在于:所述帶通濾波器印刷電路由第一耦合輸入單元、第二中心耦合單元和第三耦合輸出單元構成;第一耦合輸入單元由濾波器輸入端、第一段耦合線、第二段耦合線和第一扇形枝節(jié)構成，第一段耦合線和第二段耦合線依次連接，第一扇形枝節(jié)連接在第二段耦合線的右下角，濾波器輸入端連接在第一段耦合線和第二段耦合線的連接處;第二中心耦合單元由兩個末端通過兩個金屬化通孔接地短路的耦合線構成，第二耦合線右上側的端口與第二中心耦合單元左上側的端口相連;第三耦合輸出單元由濾波器輸出端、第三段耦合線、第四段耦合線和第二扇形枝節(jié)構成;第三耦合輸出單元與第一耦合輸入單元關于第二中心耦合單元對稱，結構相同。
[0006]進一步的，所述第一耦合輸入單元和第二中心耦合單元的電長度之和在帶通濾波器中心頻率處的電長度為九十度，由結構的對稱性可知，第三耦合輸出單元和第二中心耦合單元的電長度之和在帶通濾波器中心頻率處的電長度也為九十度。
[0007]進一步的，所述第一段耦合線、第二段耦合線、第三段耦合線以及第四段耦合線的兩條線寬可以相等也可以不相等;第二中心耦合單元的兩條線寬相等。
[0008]進一步的，為避免與第二中心親合單元相交，所述第一扇形枝節(jié)、第二扇形枝節(jié)分別向左、向右旋轉一定的角度。
[0009]本發(fā)明技術方案的原理是:由于短路四分之一枝節(jié)的固有特性，其只能傳播中心頻率奇數倍的信號，偶數倍的信號被天然地抑制掉了。所以，只需抑制掉中心頻率偶數倍的信號，就可以實現(xiàn)諧波信號的全部抑制。第三段耦合線的兩端是短路接地的，這樣就可以作為短路的四分之一諧振器。調整第一段耦合線的電長度使其是某一奇次諧波的四分之一波長。調整第二段耦合線的長度使第二段耦合線和第一段耦合線總的電長度對應某一奇次諧波的四分之一波長。調整第一扇形枝節(jié)的電長度使其對應某一奇次諧波的四分之一波長。最后調整第三段耦合線的長度使第一段耦合線、第二段耦合線和第三段耦合線總的電長度為中心頻率處的四分之一波長。這樣就可以實現(xiàn)三個奇數諧波的抑制。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果:
[0011](I)本發(fā)明具有寬阻帶的優(yōu)點?，F(xiàn)有的采用差別式耦合帶通濾波器抑制的諧波數較少，而該發(fā)明能夠抑制七次諧波，延展了阻帶范圍。
[0012](2)與傳統(tǒng)的SIR帶通濾波器相比，本發(fā)明具有設計簡單的優(yōu)點。傳統(tǒng)的SIR濾波器需要從耦合矩陣出發(fā)，需要不斷的調整每一部分的耦合系數，設計復雜、周期長。該帶通濾波器不需要復雜的理論分析，結構簡單，易于設計。
[0013](3)本發(fā)明的帶通濾波器由于采用印制電路板技術來生產加工，因此本發(fā)明的雙工器成本低、重量輕、加工周期快、易于集成；
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的總體結構示意圖
[0015]圖2為本發(fā)明的一個具體實施例仿真及實測S參數
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步說明:如圖1所示，一種寬阻帶的帶通濾波器，包括介質基片I，以及印制在介質基片上的電路2。介質基片I使用厚0.508mm，介電常數為3.5，損耗正切角為0.0018，銅層厚度為0.018mm的RF35介質基片，尺寸為12*35mm;選定金屬化通孔直徑為0.8mm。第一段耦合線的長度為7.8mm，第二段耦合線的長度為10.98m，第三段親合線的長度為2.84mm，兩個扇形枝節(jié)的長度均為3.93mm。第三段親合線的寬度為0.8mm，間隙為0.52mm。其余親合線的線寬為0.2mm和I.2mm,間隙為0.1mm。測試結果表明，該帶通濾波器的中心頻率為1.97GHz，對應帶寬為0.195GHz。在中心頻率處的插入損耗為1.6dB。到7.22fo處，高頻抑制度大于44.5dB。
[0017]本領域的普通技術人員將會意識到，這里所述的實施例是為了幫助讀者理解本發(fā)明的原理，應被理解為本發(fā)明的保護范圍并不局限于這樣的特別陳述和實施例。本領域的普通技術人員可以根據本發(fā)明公開的這些技術啟示做出各種不脫離本發(fā)明的其它各種具體變形和組合，這些變形和組合仍然在本發(fā)明的保護范圍內。
【主權項】
1.一種寬阻帶的帶通濾波器，包括帶金屬地的介質基板(I)、帶通濾波器印刷電路(2);帶通濾波器印刷電路(2)附著在介質基板(I)上表面;其特征在于:所述帶通濾波器印刷電路(2)由第一耦合輸入單元(21)、第二中心耦合單元(22)和第三耦合輸出單元(23)構成;第一耦合輸入單元(21)由濾波器輸入端(210)、第一段耦合線(211)、第二段耦合線(212)和第一扇形枝節(jié)(213)構成，第一段耦合線(211)和第二段耦合線(212)依次連接，第一扇形枝節(jié)(213)連接在第二段耦合線(212)的右下角，濾波器輸入端(210)連接在第一段耦合線(211)和第二段耦合線(212)的連接處;第二中心耦合單元(22)由兩個末端通過兩個金屬化通孔(221)接地短路的耦合線構成，第二耦合線(212)右上側的端口與第二中心耦合單元(22)左上側的端口相連;第三耦合輸出單元(23)由濾波器輸出端(230)、第三段耦合線(231)、第四段耦合線(232)和第二扇形枝節(jié)(233)構成;第三耦合輸出單元(23)與第一耦合輸入單元(21)關于第二中心耦合單元(22)對稱，結構相同。2.根據權利要求1所述的一種寬阻帶的帶通濾波器，其特征在于:所述第一耦合輸入單元(21)和第二中心耦合單元(22)的電長度之和在帶通濾波器中心頻率處的電長度為九十度，由結構的對稱性可知，第三耦合輸出單元(23)和第二中心耦合單元(22)的電長度之和在帶通濾波器中心頻率處的電長度也為九十度。3.根據權利要求1所述的寬阻帶的帶通濾波器，其特征在于:所述第一段耦合線(211)、第二段耦合線(212)、第三段耦合線(231)以及第四段耦合線(232)的兩條線寬可以相等也可以不相等;第二中心耦合單元(22)的兩條線寬相等。4.根據權利要求1所述的寬阻帶的帶通濾波器，其特征在于:為避免與第二中心耦合單元(22)相交，所述第一扇形枝節(jié)(213)、第二扇形枝節(jié)(233)分別向左、向右旋轉一定的角度。
【文檔編號】H01P1/212GK106058399SQ201610319630
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月13日
【發(fā)明人】林先其, 唐聰, 聶麗瑛, 蘇洪, 蘇一洪, 陳哲, 龐平, 劉士林, 樊勇
【申請人】電子科技大學