一种小型化差分三通带带通滤波器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于微波通信技术领域，特别涉及差分带通滤波器，具体是一种小型化差分三通带带通滤波器，可应用于无线通信系统射频前端电路中的多频率通信系统。
【背景技术】
[0002]近些年，随着移动通信技术的快速发展，一个通信系统往往需要工作在多个通信模式，如果每种模式均采用一个滤波器将导致通信系统体积大、成本高，而多频滤波器能同时涵盖多个通信模式，占用体积小，成本较低，得到了广泛的研宄。另一方面，由于差分滤波器对噪声有较好的抑制作用，能够提高系统的灵敏度，满足现代通信系统高质量的通信要求。
[0003]因此，为了提高无线通信系统的抗干扰性，同时能够涵盖多个通信标准，近些年国内外很多研宄机构和学者都致力于差分多通带滤波器的研宄。2010年8月Jin Shi,Quan Xue 等学者在 IEEE TRANSACT1NS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES 期刊上发表文章 Dual-Band and Wide-Stopband Single-Band Balanced Bandpass Filters WithHigh Selectivity and Common-Mode Suppress1n。其采用阶梯阻抗谐振器结构来实现双频差分带通响应，利用集总元件实现共模信号的抑制。但集总元件在高频时会产生很大的寄生效应，影响滤波器性能；2013年8月Y.H.Cho所在的课题组在IEEE TRANSACT1NSON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES 期刊上发表论文 Design of Balanced Dual-BandBandpass Filters Using Asymmetrical Coupled Lines。文中米用非对称的親合线实现差分双通带滤波器，但由于级联多个谐振器导致该滤波器的电尺寸相对较大；2014年 12 月 Yijin Shen 等人在 IEEE MICROWAVE AND WIRELESS COMPONENTS LETTERS 期刊上发表 Dual-Band SIff Differential Bandpass Filter With Improved Common-ModeSuppress1n。文中基于基片集成波导结构来实现双频差分滤波器，但是由于其采用多个谐振腔进行设计，设计复杂而且尺寸较大。目前多频差分带通滤波器的设计主要还主要集中在双通带，关于差分三通带滤波器设计方面的文献仅有一篇:2014年11月由Feng Wei等人在 ffiEE MICROWAVE AND WIRELESS COMPONENTS LETTERS 上发表的 Compact BalancedDual-and Tr1-band Bandpass Filters Based on Stub Loaded Resonators。该设计方法基于平衡的三模加载枝节谐振器实现三通带差分响应，通过调节加载枝节的尺寸，将共模响应和差模响应分离，从而达到对共模噪声的抑制。然而，由于不同通带之间的相互影响，难以实现独立控制第二个和第三个通带的带宽，并且其共模抑制带宽较窄，抑制电平较低，限制了其应用。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷提供能独立控制三个工作频率及带宽的一种小型化差分三通带滤波器，同时具有良好的宽带共模抑制特性。
[0005]为实现上述目的，本发明的技术方案说明如下:
[0006]本发明的一种小型化差分三通带滤波器，包括微带馈线，微带介质基板，金属接地板，缺陷地结构；微带介质基板的下表面有金属接地板，微带介质基板的上表面相对于纵轴对称性设有微带馈线；微带馈线包括两个相互独立、线路形状相同的侧U型的差分输入端口和差分输出端口，两个U型微带线的端口关于横向中心轴对称；金属接地板上蚀刻有缺陷地结构；其特征在于:侧U型差分输入端口和差分输出端口均由两段平行的50欧姆微带线和中间的一段微带线相连构成；其中两段平行的50欧姆微带线作为U型的两边用来传输差分信号；中间的一段微带线作为U型的底边，用来给底部的缺陷地结构馈电；缺陷地结构包括三个互补开口谐振环，三个互补开口谐振环相互独立相对于金属接地板的中心点呈包围状自内向外相互嵌套设置，三个独立环的开口方向互补，当最内层的互补开口谐振环开口向上时，位于中层的互补开口谐振环开口向下，最外层的互补开口谐振环开口向上；反之，当最内层的互补开口谐振环开口向下时，位于中层的互补开口谐振环开口向上，最外层的互补开口谐振环开口向下；最外层的互补开口谐振环两侧对称连有输入缝隙线和输出缝隙线；输入输出缝隙线分别与差分输入输出端口的U型底边的微带线正交。
[0007]本发明的实现还在于，差分信号通过差分输入端口输入，输入端口与输入缝隙线的正交部分将能量耦合到三个互补开口谐振环上，再经过输出缝隙线与输出端口的正交部分将能量耦合到输出端口 ；三个互补开口谐振环能够实现三通带滤波器，缺陷地结构能够保证差模信号传输，侧U型微带线与输入、输出缝隙线的传输结构达到对共模干扰的抑制作用。
[0008]本发明的实现还在于，互补开口谐振环均为半波长谐振器；通过改变每个互补开口谐振环的长度，实现三个通带的中心频率独立调节。改变相邻两个互补开口谐振环之间的间距，实现三个通带带宽的准独立调节。
[0009]本发明的实现还在于，在最外层互补开口谐振环和最内层互补开口谐振环的开口处都设有口沿延伸段，通过改变这些口沿延伸段的尺寸，可以方便的调整互补开口谐振环的长度，从而实现对第一通带和第三通带中心频率的调节。
[0010]本发明的实现还在于，输入缝隙线与输出缝隙线均为阶梯阻抗型，以减小缺陷地结构的尺寸。改变输入缝隙线的宽度和输出缝隙线的宽度，同时改变输入缝隙线的长度和输出缝隙线的长度，实现三个通带的带宽的调整。
[0011 ] 本发明的实现还在于，每个互补开口谐振环左右两侧的走线根据相邻两个互补开口环之间耦合大小的需要或设计为直线型或设计为折线型，通过改变相邻两个互补开口环之间耦合的大小对三个通带的带宽进行调节，同时便于调节开口谐振环长度。
[0012]本发明的实现还在于，互补开口谐振环的线宽均为0.2-lmm，线长分别为45-65mm、35-50mm和30_45mm ;输入和输出缝隙线的总长度均为6_15mm。
[0013]与现有技术相比，本发明具有以下优点:
[0014]1.本发明仅需三个相互嵌套的不同互补开环谐振器构成的缺陷单元获得三通带滤波特性，三个通带的中心频率仅由缺陷单元决定，尺寸小，结构紧凑，易于分析。
[0015]2.本发明采用微带线转缝隙线的传输结构来进行共模信号的抑制，平衡式的微带馈线结构对称，对差模信号影响较小而对共模信号抑制明显，同时能够实现宽带共模抑制。
[0016]3.本发明由于差模部分和共模部分分开设计，能够保证调整差模传输频率时对共模抑制没有影响，简化了差分滤波器的设计过程以及后期调试。
[0017]4.本发明在最外层互补开口谐振环和最内层互补开口谐振环的开口处都设有口沿延伸段，通过改变口沿延伸段的长度调整谐振环的长度，从而简便的实现对中心频率的控制。
[0018]5.本发明每个互补开口谐振环左右两侧的走线可以设计为直线型或折线型，不同的走线形式可以实现谐振环之间不同的耦合大小。通过控制互补开口谐振环和缝隙线的耦合以及谐振环之间的耦合，实现三个通带带宽的准独立调谐，同时便于调节开口谐振环长度。
[0019]6.本发明采用一对平行50欧姆微带线作为差分馈电端口，以求得到良好的带内回波损耗，缺陷地结构的缝隙线通过与差分端口正交部分的整个缺陷地结构进行馈电，缝隙线采用阶梯阻抗形式以减小滤波器的整体尺寸，改变输入输出缝隙线的宽度或长度能够调整三个通带的带宽。
【附图说明】
[0020]图1为本发明的三维结构图；
[0021]图2为图1的底部结构图；<