一种具有陷波特性的宽带带通滤波器的制作方法

本发明涉及微波通信技术领域，更具体地说，涉及一种具有陷波特性的宽带带通滤波器。

背景技术：

随着通信产业的快速发展，频谱资源变得越来越紧张，进而频谱利用也变得越来越密集，在实际应用中往往会出现在所需频段中夹杂着一部分不需要的频段，因此在实际的通信系统中，需要在所需频段中抑制掉这些不需要的频段，尤其在射电天文观测系统。

目前，在射电天文观测系统中，抑制不需要的频点的方法之一是将在其内集成陷波滤波器以达到抑制环境中特定频段的干扰信号，但是，增加的陷波滤波器，不但使射频收发器的体积倍增，而且增加了其功耗和成本，并且集成之后的陷波特性易受集成影响而性能变差，同时系统内的其他器件的性能也易受陷波滤波器的影响，进而无法达到有效抑制特定频段的干扰信号的目的。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中的上述不足，提供一种具有陷波特性的宽带带通滤波器。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是提供了一种具有陷波特性的宽带带通滤波器，包括：主谐振器，左右对称设置的第一辅谐振器和第二辅谐振器，左右对称设置的第一陷波单元和第二陷波单元，以及设置于所述第一辅谐振器一侧的输入端口和设置于所述第二辅谐振器一侧的输出端口；其中，所述第一辅谐振器和所述第二辅谐振器分别与所述主谐振器缝隙耦合以形成一宽带通带，所述第一陷波单元和所述第二陷波单元分别与所述主谐振器缝隙耦合以在所述宽带通带内形成一陷波，且所述第一辅谐振器和所述第二辅谐振器设置于所述主谐振器的一侧，所述第一陷波单元和所述第二陷波单元设置于所述主谐振器的另一侧。

其中，所述主谐振器呈左右对称设置，包括第一传输线以及加载在所述第一传输线中点处且位于所述第一传输线的上侧的第一开路枝节和加载在所述第一传输线中点处且位于所述第一传输线的下侧的第二开路枝节。

其中，所述第一辅谐振器和所述第二辅谐振器分别与所述第一传输线缝隙耦合。

其中，所述第一陷波单元和所述第二陷波单元分别与所述第一传输线缝隙耦合。

其中，所述第一传输线为两端向下弯折的微带线。

其中，所述第一传输线包括左右对称设置的第一传输部和第十传输部、左右对称设置的第二传输部和第九传输部、左右对称设置的第三传输部和第八传输部、左右对称设置的第四传输部和第七传输部以及左右对称设置的第五传输部和第六传输部；其中，所述第一传输部、所述第二传输部、所述第三传输部、所述第四传输部和所述第五传输部依次连接呈正向s型，所述第十传输部、所述第九传输部、所述第八传输部、所述第七传输部和所述第六传输部依次连接呈反向s型。

其中，所述第一辅谐振器包括第一连接部、第一谐振部和第二谐振部，其中，所述第一谐振部的一端连接于所述第一连接部上，所述第二谐振部的一端连接于所述第一连接部上且依次与所述第一传输部、所述第二传输部、所述第三传输部、所述第四传输部以及所述第五传输部缝隙耦合，所述第一连接部的一端作为所述第一辅谐振器的一侧以设置所述输入端口；所述第二辅谐振器包括第二连接部、第三谐振部和第四谐振部，其中，所述第三谐振部的一端连接于所述第一连接部上，所述第四谐振部的一端连接于所述第二连接部上且依次与所述第十传输部、所述第九传输部、所述第八传输部、所述第七传输部以及第所述六传输部缝隙耦合，所述第二连接部的一端作为所述第二辅谐振器的一侧以设置所述输出端口。

其中，所述第一陷波单元设置于所述第一传输部、所述第二传输部以及所述第三传输部所围成的空间内且分别与所述第一传输部、所述第二传输部以及所述第三传输部缝隙耦合；所述第二陷波单元设置于所述第十传输部、所述第九传输部以及所述第八传输部所围成的空间内且分别与所述第十传输部、所述第九传输部以及所述第八传输部。

其中，所述第一陷波单元和所述第二陷波单元分别为经过螺旋的均匀阻抗微带线。

其中，所述第一开路枝节为呈t型且两端分别向内螺旋弯折的微带线，所述第二开路枝节为呈t型且两端分别弯折的微带性，其中，第一开路枝节的尺寸大于所述第二开路枝节的尺寸。

本发明的有益效果有：本发明通过第一陷波单元和第二陷波单元在主谐振器以及第一辅谐振器和第二辅谐振器所形成的宽带通带内引入陷波，以形成具有陷波特性的宽带滤波，无需在系统内额外增加陷波滤波器，减少系统的体积，并且，陷波特性与宽带滤波特性相互不受影响，可应用于射电天文观测系统中。

此外，应用于射电天文观测系统中，本发明实现小型化目的，并且，陷波特性良好，以及通带的选择性高。

附图说明

下面将结合附图及实施方式对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明的具有陷波特性的宽带带通滤波器一实施例的结构示意图；

图2是本发明上述实施例中的宽带带通滤波器的频率响应曲线图；

图3是图2中的陷波部分放大的频率响应曲线图。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，是本发明的具有陷波特性的宽带带通滤波器一实施例的结构示意图，该宽带带通滤波器包括主谐振器100，左右对称设置的第一辅谐振器200和第二辅谐振器300，左右对称设置的第一陷波单元400和第二陷波单元500，以及设置于第一辅谐振器200一侧的输入端口pin和设置于第二辅谐振器300一侧的输出端口pout；

其中，第一辅谐振器200和第二辅谐振器300分别与主谐振器100缝隙耦合以形成一宽带通带，第一陷波单元400和第二陷波单元500分别与主谐振器100缝隙耦合以在宽带通带内形成一陷波，且第一辅谐振器200和第二辅谐振器300设置于主谐振器100的一侧，第一陷波单元400和第二陷波单元500设置于主谐振器100的另一侧。

本实施例中，通过第一陷波单元400和第二陷波单元500在主谐振器100以及第一辅谐振器200和第二辅谐振器300所形成的宽带通带内引入陷波，以形成具有陷波特性的宽带滤波，无需在系统内额外增加陷波滤波器，减少系统的体积，并且，陷波特性与宽带滤波特性相互不受影响，可应用于射电天文观测系统中。

具体地，主谐振器100呈左右对称设置，包括第一传输线110以及加载在第一传输线110中点处且位于第一传输线110的上侧的第一开路枝节120和加载在第一传输线110中点处且位于第一传输线110的下侧的第二开路枝节130。本实施例中，主谐振器100采用双开路枝节的方式，可很好的控制其所产生通带的带宽，且在通带的两侧能分别产生一传输零点，同时参考图2，即第一传输零点204和第二传输零点205，提高通带的选择特性。需要说明的是，图2中，201为反射响应曲线s11，202为传输响应曲线s21，203为陷波阻带。

进一步地，第一辅谐振器200和第二辅谐振器300分别与第一传输线110缝隙耦合。本实施例中，第一辅谐振器200和第二辅谐振器300分别与主谐振器100的第一传输线110缝隙耦合，进而在主谐振器100所产生的通带内增加谐振频率点，进而使得通带变宽以形成宽带通带。

进一步地，第一陷波单元400和第二陷波单元500分别与第一传输线110缝隙耦合。本实施例中，第一陷波单元400和第二陷波单元500分别与第一传输线110缝隙耦合，这样在宽带带通内产生陷波阻带，以在宽带带通内引入陷波特性，由于第一陷波单元400和第二陷波单元500分别与第一传输线110缝隙耦合，第一陷波单元400和第二陷波单元500所产生的陷波阻带对主谐振器100以及第一辅谐振器200和第二辅谐振所产生的宽带通带不存在影响。

进一步地，第一传输线110为两端向下弯折的微带线。本实施例中，为了实现该宽带带通滤波器的小型化，第一传输线110为两端向下弯折的微带线。进一步地，如图1所示，第一传输线110包括左右对称设置的第一传输部111a和第十传输部111b、左右对称设置的第二传输部112a和第九传输部112b、左右对称设置的第三传输部113a和第八传输部113b、左右对称设置的第四传输部114a和第七传输部114b以及左右对称设置的第五传输部115a和第六传输部115b；其中，第一传输部111a、第二传输部112a、第三传输部113a、第四传输部114a和第五传输部115a依次连接呈正向s型，第十传输部111b、第九传输部112b、第八传输部113b、第七传输部114b和第六传输部115b依次连接呈反向s型。可以看出，第一传输线110的两端分别向下弯折呈正向s型和反向s型，减少主谐振器100的横向尺寸，进而减少该宽带带通滤波器的尺寸。

进一步地，第一辅谐振器200包括第一连接部210、第一谐振部220和第二谐振部230，其中，第一谐振部220的一端连接于第一连接部210上，第二谐振部230的一端连接于第一连接部210上且依次与第一传输部111a、第二传输部112a、第三传输部113a、第四传输部114a以及第五传输部115a缝隙耦合，第一连接部210的一端作为第一辅谐振器200的一侧以设置输入端口pin。可选地，第一谐振部220的一端连接于第一连接部210上且与主谐振器100同侧，进一步减少该宽带带通滤波器的尺寸，实现小型化的目的。同时，第二谐振部230的一端连接于第一连接部210上，其连接处与第一谐振部220连接到第一连接部210上的连接处不同。第二谐振部230依次与第一传输部111a、第二传输部112a、第三传输部113a、第四传输部114a以及第五传输部115a缝隙耦合，进而第二谐振部230也随之弯折呈正向s型。

第二辅谐振器300包括第二连接部310、第三谐振部320和第四谐振部330，其中，第三谐振部320的一端连接于第一连接部210上，第四谐振部330的一端连接于第二连接部310上且依次与第十传输部111b、第九传输部112b、第八传输部113b、第七传输部114b以及第六传输部115b缝隙耦合，第二连接部310的一端作为第二辅谐振器300的一侧以设置输出端口pout。同样地，由于第一辅谐振器200与第二辅谐振器300为左右对称设置，可选地，第三谐振部320的一端连接于第二连接部310上且与主谐振器100同侧，进一步减少该宽带带通滤波器的尺寸，实现小型化的目的。同时，第四谐振部330的一端连接于第二连接部310上，其连接处与第三谐振部320连接到第二连接部310上的连接处不同。第四谐振部330依次与第十传输部111b、第九传输部112b、第八传输部113b、第七传输部114b以及第六传输部115b缝隙耦合，进而第四谐振部330也随之弯折呈反向s型。

如图1所示，由于第二谐振部230弯折呈正向s型，第四谐振部330弯折呈反向s型，则第二谐振部230与第四谐振部330之间的部分存在耦合，即对应于第二传输部112a与第九传输部112b所缝隙耦合的部分，进而在输入端口pin馈入电磁信号以及输出端口pout馈出电磁信号时，第一辅谐振器200和第二辅谐振器300之间存在交叉耦合，这样，同时参考图2，在宽带通带的一侧产生第三传输零点206，相应地，第二谐振部230与第四谐振部330在对应于第二传输部112a与第九传输部112b所缝隙耦合的部分之间的间距d在预定范围之内变小时，第一传输零点204和第二传输零点205逐渐靠近通带，进而使得主谐振器100在宽带通带的两侧分别所产生的传输零点更靠近宽带通带，从而进一步提高通带的选择性，并且，宽带通带的阻带特性也随之变好。

进一步地，如图1所示，第一陷波单元400设置于第一传输部111a、第二传输部112a以及第三传输部113a所围成的空间内且分别与第一传输部111a、第二传输部112a以及第三传输部113a缝隙耦合。第二陷波单元500设置于第十传输部111b、第九传输部112b以及第八传输部113b所围成的空间内且分别与第十传输部111b、第九传输部112b以及第八传输部113b。

由于主谐振器100的两侧分别弯折呈正向s型和反向s型，此时，第一陷波单元400设置在第一传输部111a、第二传输部112a以及第三传输部113a所围成的空间内，对称地，第二陷波单元500设置在第十传输部111b、第九传输部112b以及第八传输部113b所围成的空间内，进一步减少该宽带带通滤波器的尺寸，实现小型化，无需增大系统的体积即可实现抑制干扰信号。

进一步地，如图1所示，第一陷波单元400和第二陷波单元500分别为经过螺旋的均匀阻抗微带线，有效减少该宽带通带滤波器的电路尺寸。本实施例中，同时参考图2和图3，第一陷波单元400和第二陷波单元500所产生的陷波阻带的中心频率为1.8ghz。进一步地，由于第一陷波单元400设置在第一传输部111a、第二传输部112a以及第三传输部113a所围成的空间内，而第一传输部111a、第二传输部112a、第三传输部113a、第四传输部114a和第五传输部115a依次连接呈正向s型，第一陷波单元400为经过正向螺旋的均匀阻抗微带线，此时，第一陷波单元400与主谐振器100之间的耦合特性较优。同样地，由于第二陷波单元500设置在第十传输部111b、第九传输部112b以及第八传输部113b所围成的空间内，而第十传输部111b、第九传输部112b、第八传输部113b、第七传输部114b和第六传输部115b依次连接呈反向s型，第二陷波单元500为经过反向螺旋的均匀阻抗微带线，此时，第二陷波单元500与主谐振器100之间的耦合特性较优。进而由于第一陷波单元400与主谐振器100之间的耦合特性，以及第二陷波单元500与主谐振器100之间的耦合特性，第一陷波单元400和第二陷波单元500所形成的陷波的两侧分别产生一个零点，即第一零点301和第二零点302，提供陷波阻带的选择性，以更好的抑制干扰信号。

进一步地，如图1所示，第一开路枝节120为呈t型且两端分别向内螺旋弯折的微带线，第二开路枝节130为呈t型且两端分别弯折的微带性，其中，第一开路枝节120的尺寸大于第二开路枝节130的尺寸。为进一步减少该宽带带通滤波器的尺寸，第一开路枝节120的两端向内螺旋弯折的程度分别对应于第一传输线110的第五传输部115a和第六传输部115b。

值得注意的是，本实施例中，第一传输线110、呈t型的第一开路枝节120和第二开路枝节130的等效阻抗相同，即微带线的宽带相同，在本领域技术人员的理解范围之内，第一传输线110、第一开路枝节120和第二开路枝节130的等效阻抗也不可同，在此不再说明。同样地，主谐振器100的第一传输线110，第一陷波单元400和第二陷波单元500，第一辅谐振器200的第一谐振部220和第二谐振部230以及第二辅谐振器300的第三谐振部320和第四谐振部330的等效阻抗可相同，或者部分相同，也可不相同，在本发明中不作限定。

进一步地，在本实施例中，采用高温超导介质基板来制作该带通滤波器，该高温超导介质基板的介电常数为9.78，厚度为0.5mm，进而，该带通滤波器的损耗小，品质因数高，此时，应用于射电天文观测系统中效果更佳，使用稳定，且使用时间久。该高温超导介质基板由氧化镁制成，该高温超导介质基板的上下表面由钇钡铜氧超导薄膜制成。当然，在其他实施例中，在本领域技术人员的理解范围之内，还可以采用其他参数的介质基板来制作该带通滤波器，在此不作限定。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。