一种宽阻带低通滤波器的制作方法

本实用新型属于无线通信领域，具体涉及一种宽阻带低通滤波器。

背景技术：

滤波器在通信系统中是必不可少的一种无源器件，通信系统中微波电路的运行与性能都与滤波器的性能指标有极大的关系。在如今的无线通信领域频谱资源有限而珍贵，所以，我们需要对各个频谱资源充分利用，有时候会共用一段频谱。滤波器则帮助我们抑制不需要的频段信号。如今各种移动通信设备都强调小型化与便携性，所以对各类微波器件也提出了越来越高的要求，出于对微波电路系统的性能考虑，通带插损需小于1.5db，驻波系数需小于2，4～10ghz带外抑制需大于30db。

技术实现要素：

针对现有技术中的上述不足，本实用新型提供的一种宽阻带低通滤波器解决了低通滤波器的通带插损需小于1.5db，驻波系数需小于2，4～10ghz带外抑制需大于30db的问题。

为了达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案为：一种宽阻带低通滤波器，包括：方形介质层和金属结构，所述金属结构紧密贴合于方形介质层表面，金属结构包括：微带线tl20、微带线tl1、微带线tl2、微带线tl3、微带线tl4、微带线tl5、微带线tl6、微带线tl7、微带线tl8、微带线tl9、微带线tl10、微带线tl11、微带线tl12、微带线tl13、微带线tl17、微带线tl18、微带线tl19、微带线tl21、t型微带线tee10、t型微带线tee5、t型微带线tee6、t型微带线tee7、t型微带线tee8和t型微带线tee9；所述微带线tl20的一端作为宽阻带低通滤波器的输入端，所述微带线tl20的另一端与微带线tl1连接，所述微带线tl21的一端作为宽阻带低通滤波器的输出端，所述微带线tl21的另一端与t型微带线tee9的横向一端连接；

所述微带线tl20、微带线tl1、t型微带线tee10、微带线tl2、t型微带线tee5、微带线tl3、t型微带线tee6、微带线tl4、t型微带线tee7、微带线tl5、t型微带线tee8、微带线tl17、t型微带线tee9和微带线tl21顺次连接；

所述t型微带线tee10的横向端分别与微带线tl1和微带线tl2连接，其纵向端与微带线tl6的一端连接，所述微带线tl6的另一端与微带线tl10连接；

所述t型微带线tee5的横向端分别与微带线tl2和微带线tl3连接；所述t型微带线tee5的纵向端与微带线tl7的一端连接，所述微带线tl7的另一端与微带线tl11连接；

所述t型微带线tee6的横向端分别与微带线tl3和微带线tl4连接；所述t型微带线tee6的纵向端与微带线tl8的一端连接，所述微带线tl8的另一端与微带线tl12连接；

所述t型微带线tee7的横向端分别与微带线tl4和微带线tl5连接；所述t型微带线tee7的纵向端与微带线tl9的一端连接，所述微带线tl9的另一端与微带线tl13连接；

所述t型微带线tee8的横向端分别与微带线tl5和微带线tl17连接；

所述t型微带线tee8的纵向端与微带线tl19连接；

所述t型微带线tee9的横向端分别与微带线tl17和微带线tl21连接；

所述t型微带线tee9的纵向端与微带线tl18连接。

进一步地：微带线tl20的长度为2mm，其宽度为0.24mm。

进一步地：微带线tl1的长度为0.32mm，其宽度为0.24mm；所述微带线tl2的长度为2.41mm，其宽度为0.24mm；所述微带线tl3的长度为4.55mm，其宽度为0.24mm；所述微带线tl4的长度为3.95mm，其宽度为0.24mm；所述微带线tl5的长度为0.47mm，其宽度为0.24mm；所述微带线tl17的长度为8.47mm，其宽度为0.24mm；所述微带线tl6的长度为6.53mm，其宽度为0.24mm；所述微带线tl7的长度为3.50mm，其宽度为0.24mm；所述微带线tl8的长度为0.58mm，其宽度为0.24mm；所述微带线tl9的长度为1.01mm，其宽度为0.24mm。

进一步地：微带线tl21的长度为2mm，其宽度为1.1mm。

进一步地：t型微带线tee10、t型微带线tee5、t型微带线tee6、t型微带线tee7、t型微带线tee8和t型微带线tee9的长度均为3.92mm，其宽度均为0.24mm。

进一步地：微带线tl10、微带线tl11、微带线tl12、微带线tl13、微带线tl19和微带线tl18均为微带开路短截线；所述微带线tl10的宽度为3.92mm，其长度为0.54mm；所述微带线tl11的宽度为3.92mm，其长度为1.59mm；所述微带线tl12的宽度为3.92mm，其长度为3.19mm；所述微带线tl13的宽度为3.92mm，其长度为2.08mm；所述微带线tl19的宽度为1.1mm，其长度为4.80mm；所述微带线tl18的宽度为1.1mm，其长度为4.50mm。

进一步地：方形介质层采用rogersro4350b高频板，其厚度为0.508mm。

上述进一步地方案的有益效果为：微带线tl20、微带线tl1、t型微带线tee10、微带线tl2、微带线tl6和微带线tl10构成阶跃阻抗枝节结构；微带线tl2、t型微带线tee5、微带线tl3、微带线tl7和微带线tl11构成阶跃阻抗枝节结构；微带线tl3、t型微带线tee6、微带线tl4、微带线tl8和微带线tl12构成阶跃阻抗枝节结构；微带线tl4、t型微带线tee7、微带线tl5、微带线tl9和微带线tl13构成阶跃阻抗枝节结构；阶跃阻抗枝节结构的谐振点，在谐振频率处电路相当于短路，从而增大滤波器在阻带内的抑制能力；n阶椭圆函数滤波器结构就相当于n个阶跃阻抗枝节的并联，本实用新型相当于有一个4阶椭圆函数滤波器结构，椭圆函数滤波器结构通过在阻带引入传输零点的方式来增加其在阻带内的抑制，在三种低通原型滤波器(其余两种滤波器类型为切比雪夫滤波器和巴特沃斯滤波器)有着相同阶数的情况下，无论在阻带还是通带，椭圆函数滤波器都有着最好的带内平坦度，最窄的过渡带。椭圆函数滤波器能用最少的阶数达到较宽的阻带，以此来实现本滤波器的小型化。

微带线tl5、t型微带线tee8、微带线tl17和微带线tl19构成短截线陷波结构，微带线tl17、t型微带线tee9、微带线tl21和微带线tl18构成短截线陷波结构；短截线陷波结构，该结构对介质波长度λ＝4d1或λ＝4d3的信号具有陷波作用，滤波器使用两节开路短截线并联陷波结构的结构，以此拓宽滤波器的阻带，并且可通过调节两段短截线间传输线的长度来调节该滤波器的驻波系数，以此达到最佳性能。

本实用新型的有益效果为：本实用新型通过椭圆函数滤波器结构、阶跃阻抗枝节结构和短截线陷波结构实现对高频信号的抑制，实现了通带插损小于1.3db，驻波系数需小于1.8，4～10ghz带外抑制需大于32db，拥有较好的驻波系数，成功拓宽了阻带宽度，减小了滤波器的尺寸，并降低了滤波器的制作成本。

附图说明

图1为一种宽阻带低通滤波器的结构示意图。

图2为一种宽阻带低通滤波器的椭圆函数低通滤波器。

具体实施方式

下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的发明创造均在保护之列。

如图1所示，一种宽阻带低通滤波器，包括：方形介质层和金属结构，所述金属结构紧密贴合于方形介质层表面，金属结构包括：微带线tl20、微带线tl1、微带线tl2、微带线tl3、微带线tl4、微带线tl5、微带线tl6、微带线tl7、微带线tl8、微带线tl9、微带线tl10、微带线tl11、微带线tl12、微带线tl13、微带线tl17、微带线tl18、微带线tl19、微带线tl21、t型微带线tee10、t型微带线tee5、t型微带线tee6、t型微带线tee7、t型微带线tee8和t型微带线tee9；所述微带线tl20的一端作为宽阻带低通滤波器的输入端，所述微带线tl20的另一端与微带线tl1连接，所述微带线tl21的一端作为宽阻带低通滤波器的输出端，所述微带线tl21的另一端与t型微带线tee9的横向一端连接；

所述微带线tl20、微带线tl1、t型微带线tee10、微带线tl2、t型微带线tee5、微带线tl3、t型微带线tee6、微带线tl4、t型微带线tee7、微带线tl5、t型微带线tee8、微带线tl17、t型微带线tee9和微带线tl21顺次连接；

所述t型微带线tee10的横向端分别与微带线tl1和微带线tl2连接，其纵向端与微带线tl6的一端连接，所述微带线tl6的另一端与微带线tl10连接；

所述t型微带线tee5的横向端分别与微带线tl2和微带线tl3连接；所述t型微带线tee5的纵向端与微带线tl7的一端连接，所述微带线tl7的另一端与微带线tl11连接；

所述t型微带线tee6的横向端分别与微带线tl3和微带线tl4连接；所述t型微带线tee6的纵向端与微带线tl8的一端连接，所述微带线tl8的另一端与微带线tl12连接；

所述t型微带线tee7的横向端分别与微带线tl4和微带线tl5连接；所述t型微带线tee7的纵向端与微带线tl9的一端连接，所述微带线tl9的另一端与微带线tl13连接；

所述t型微带线tee8的横向端分别与微带线tl5和微带线tl17连接；

所述t型微带线tee8的纵向端与微带线tl19连接；

所述t型微带线tee9的横向端分别与微带线tl17和微带线tl21连接；

所述t型微带线tee9的纵向端与微带线tl18连接。

微带线tl20的长度为2mm，其宽度为0.24mm。

微带线tl1的长度为0.32mm，其宽度为0.24mm；所述微带线tl2的长度为2.41mm，其宽度为0.24mm；所述微带线tl3的长度为4.55mm，其宽度为0.24mm；所述微带线tl4的长度为3.95mm，其宽度为0.24mm；所述微带线tl5的长度为0.47mm，其宽度为0.24mm；所述微带线tl17的长度为8.47mm，其宽度为0.24mm；所述微带线tl6的长度为6.53mm，其宽度为0.24mm；所述微带线tl7的长度为3.50mm，其宽度为0.24mm；所述微带线tl8的长度为0.58mm，其宽度为0.24mm；所述微带线tl9的长度为1.01mm，其宽度为0.24mm。

微带线tl21的长度为2mm，其宽度为1.1mm。

t型微带线tee10、t型微带线tee5、t型微带线tee6、t型微带线tee7、t型微带线tee8和t型微带线tee9的长度均为3.92mm，其宽度均为0.24mm。

微带线tl10、微带线tl11、微带线tl12、微带线tl13、微带线tl19和微带线tl18均为微带开路短截线；所述微带线tl10的宽度为3.92mm，其长度为0.54mm；所述微带线tl11的宽度为3.92mm，其长度为1.59mm；所述微带线tl12的宽度为3.92mm，其长度为3.19mm；所述微带线tl13的宽度为3.92mm，其长度为2.08mm；所述微带线tl19的宽度为1.1mm，其长度为4.80mm；所述微带线tl18的宽度为1.1mm，其长度为4.50mm。

方形介质层采用rogersro4350b高频板，其厚度为0.508mm。

本实用新型采用的rogersro4350b高频板作为介质板，其等效介电常数εr为3.66，厚度h为0.508mm，本实用新型采用三种特征阻抗z0100欧、50欧和20欧，通过下列式子计算得到微带线的宽度w分别为：0.24mm、3.92mm和1.1mm：

本实用新型采用椭圆函数滤波器模型，首先根据设计要求查表得出所需要的椭圆函数低通滤波器，并进行反归一化，计算出各阶的电感l和电容c的值，本实用新型采用了九阶模型，如图2所示，将各阶电感、电容微带化，本实用新型采用高低阻抗线等效法将其转变为微带滤波器，使用上文中的100欧高阻抗线等效为滤波器中的串联电感，低阻抗线等效并联电容。由此计算出各节微带线的长度。

高阻抗线长度：1≈fλghl/z0；

低阻抗线长度：1≈fλgccz0；

式子中λgh，λgc分别代表高低阻抗线中的介质波长，f代表频率。

为了增大阻带的抑制和宽度，在该椭圆函数低通滤波器结构后加入了两节短截线的陷波结构，该短截线使用了特征阻抗为50ω的微带线，所以其宽度为1.1mm，其长度为所要抑制频率的信号波长的四分之一。

短截线长度：1＝1/4λ。

微带线tl20、微带线tl1、t型微带线tee10、微带线tl2、微带线tl6和微带线tl10构成阶跃阻抗枝节结构；微带线tl2、t型微带线tee5、微带线tl3、微带线tl7和微带线tl11构成阶跃阻抗枝节结构；微带线tl3、t型微带线tee6、微带线tl4、微带线tl8和微带线tl12构成阶跃阻抗枝节结构；微带线tl4、t型微带线tee7、微带线tl5、微带线tl9和微带线tl13构成阶跃阻抗枝节结构；阶跃阻抗枝节结构的谐振点，在谐振频率处电路相当于短路，从而增大滤波器在阻带内的抑制能力；n阶椭圆函数滤波器结构就相当于n个阶跃阻抗枝节的并联，本实用新型相当于有一个4阶椭圆函数滤波器结构，椭圆函数滤波器结构通过在阻带引入传输零点的方式来增加其在阻带内的抑制，在三种低通原型滤波器(其余两种滤波器类型为切比雪夫滤波器和巴特沃斯滤波器)有着相同阶数的情况下，无论在阻带还是通带，椭圆函数滤波器都有着最好的带内平坦度，最窄的过渡带。椭圆函数滤波器能用最少的阶数达到较宽的阻带，以此来实现本滤波器的小型化。

微带线tl5、t型微带线tee8、微带线tl17和微带线tl19构成短截线陷波结构，微带线tl17、t型微带线tee9、微带线tl21和微带线tl18构成短截线陷波结构；短截线陷波结构，该结构对介质波长度λ＝4d1或λ＝4d3的信号具有陷波作用，滤波器使用两节开路短截线并联陷波结构的结构，以此拓宽滤波器的阻带，并且可通过调节两段短截线间传输线的长度来调节该滤波器的驻波系数，以此达到最佳性能。

本实用新型的有益效果为：本实用新型通过椭圆函数滤波器结构、阶跃阻抗枝节结构和短截线陷波结构实现对高频信号的抑制，实现了通带插损小于1.3db，驻波系数需小于1.8，4～10ghz带外抑制需大于32db，拥有较好的驻波系数，成功拓宽了阻带宽度，减小了滤波器的尺寸，并降低了滤波器的制作成本。