一种基于多模谐振器的宽带高选择性平衡带通滤波器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及微波无源器件技术领域，特别是一种基于多模谐振器的宽带高选择性平衡带通滤波器。
【背景技术】
[0002]近年来，随着模块结构单元(Modular Building Block, MBB)和单片微波集成电路(Monolithic Microwave Integrated Circuit, MMIC)的发展，低成本、高度集成、小型化是已经成为现代无线通信系统集成设计中非常重要的考虑因素。平衡滤波器是一个独立的微波无源器件，比单端口滤波器拥有着更高的环境噪声免疫力、更好的动态范围、更低的电场干扰，平衡滤波器实现了射频电路中通带范围内差模信号传输，共模信号抑制的功能，因此在构建现代高速无线通信系统中扮演着极其重要的作用。高性能的平衡滤波器不仅能够有效减小系统的尺寸，而且能够简化系统设计的复杂度，从而进一步实现无线通信系统的低成本、高性能、小型化设计。
[0003]2010年，Jin Shi 和 Quan Xue在 IEEE Transact1n.Microwave Theory Technique期刊(vol.58，n0.4，pp.970-977，2010)上发表"Balanced Bandpass Filters UsingCenter-Loaded Half-Wave length Resonators"，提出通过使用中心加载的二分之一波长谐振器来实现平衡滤波器的设计方法。这种设计方法虽然设计理论较为简单，但是由于该结构需要加载集总元件，使得结构加工复杂，误差增大。从外所设计的平衡滤波器的带宽较窄，3dB相对带宽只有8.92%。
[0004]2012 年，Wenjie Feng 和 Wenquan Che 在 IEEE Transact1n.MicrowaveTheory Technique 期刊(vol.60, n0.6, pp.1560-1568, 2012)上发表"Novel WidebandDifferential Bandpass Filters Based on T-Sharped Structure"，提出基于 T 型结构来实现信号的平衡输出以及双模的带通特性，这种设计方法虽然结构较为简单，但是共模抑制效果仅为14.5dB，且差模带外抑制较差。
[0005]2013 年，Paris Velez, Jordi Naqu i , A.Fernandez-Pr i eto , MiguelDuran-Sindreu,Jordi Bonache，Jesiis Martel,Francisco Medina, Ferran Martin在 IEEEMicrowave And Wireless Components Letters 期刊(vol.23，n0.1，pp.22-24，2013)上发表〃 Differential Bandpass Filter With Common-Mode Suppress1n Based on OpenSplit Ring Resonators and Open Complementary Split Ring Resonators"，提出结合使用开路环和辅助开路环来设计平衡滤波器的方法。虽然这种设计不需要接地孔，结构相对简单，但共模抑制仅局限在相应的差模频带内，共模和差模的带外抑制均很差，且插入损耗大。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种具有小型化、高共模抑制、高选择性、低损耗等特性的基于多模谐振器的宽带高选择性平衡带通滤波器。
[0007]实现本发明目的的技术解决方案为:一种基于多模谐振器的宽带高选择性平衡带通滤波器，包括位于介质基板上表面的输入端口馈线、第一输出端口馈线、第二输出端口馈线、第一多模谐振器、第二多模谐振器和位于介质基板下表面的金属接地板，其中第一多模谐振器和第二多模谐振器均为对称面枝节加载型多模谐振器；输入端口馈线包括第一输入端口 50欧姆微带线导带、第一输入端口四分之一波长主传输线、第二输入端口四分之一波长主传输线、第二输入端口 50欧姆微带线导带；第一输出端口馈线包括第一输出端口 50欧姆微带线导带和第一输出端口四分之一波长耦合线；第二输出端口馈线包括第二输出端口 50欧姆微带线导带和第二输出端口四分之一波长耦合线；第一多模谐振器包含第一四分之一波长谐振器、第二四分之一波长谐振器、第一对称面枝节加载单元、第二对称面枝节加载单元和第三对称面枝节加载单元；第二多模谐振器包含第三四分之一波长谐振器、第四四分之一波长谐振器、第四对称面枝节加载单元、第五对称面枝节加载单元和第六对称面枝节加载单元。
[0008]进一步地，所述输入端口馈线的第一输入端口四分之一波长主传输线与第一多模谐振器的第一四分之一波长谐振器平行耦合；第二输入端口四分之一波长主传输线与第二多模谐振器的第三四分之一波长谐振器平行耦合；第一输出端口四分之一波长耦合线和第一多模谐振器的第二四分之一波长谐振器平行耦合；第二输出端口四分之一波长耦合线与第二多模谐振器的第四四分之一波长谐振器平行耦合。
[0009]进一步地，所述输入端口馈线的第一输入端口 50欧姆微带线导带和第二输入端口 50欧姆微带线导带尺寸相同；第一输入端口四分之一波长主传输线和第二输入端口四分之一波长主传输线尺寸相同；第一输出端口馈线和第二输出端口馈线的结构尺寸相同，第一多模谐振器和第二多模谐振器均为结构尺寸相同的对称面枝节加载多模谐振器。
[0010]进一步地，所述第一多模谐振器的第一四分之一波长谐振器和第二四分之一波长谐振器靠近第一输入端口 50欧姆微带线导带的一端通过垂线相互连接，第一对称面枝节加载单元、第二对称面枝节加载单元、第三对称面枝节加载单元与第一四分之一波长谐振器、第二四分之一波长谐振器相互平行分布，第一对称面枝节加载单元和第三对称面枝节加载单元结构尺寸相同并且对称分布于第二对称面枝节加载单元两侧；第二多模谐振器的第三四分之一波长谐振器和第四四分之一波长谐振器靠近第二输入端口 50欧姆微带线导带的一端通过垂线相互连接，第四对称面枝节加载单元、第五对称面枝节加载单元、第六对称面枝节加载单元与第三四分之一波长谐振器、第四四分之一波长谐振器相互平行分布，第四对称面枝节加载单元和第六对称面枝节加载单元结构尺寸相同并且对称分布于第五对称面枝节加载单元两侧。
[0011]本发明与现有技术相比，其显著优点为:(1)结构简单，可在单片PCB板上实现，便于加工集成，生产成本低；(2)利用多模谐振器的谐振机理和主传输线的电场分布特性，具有高选择性、宽通带、良好差模传输、高共模抑制的优点；(3)选择性好、插入损耗小，适用于现代无线通信系统。
【附图说明】
[0012]图1是本发明基于多模谐振器的宽带高选择性平衡带通滤波器的立体结构示意图。
[0013]图2是本发明基于多模谐振器的宽带高选择性平衡带通滤波器的俯视结构示意图。
[0014]图3是本发明基于多模谐振器的宽带高选择性平衡带通滤波器实施例1的结构尺寸示意图。
[0015]图4是本发明基于多模谐振器的宽带高选择性平衡带通滤波器实施例1的S参数仿真图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。
[0017]结合图1?2，本发明基于多模谐振器的宽带高选择性平衡带通滤波器，包括位于介质基板6上表面的输入端口馈线1、第一输出端口馈线2、第二输出端口馈线3、第一多模谐振器4、第二多模谐振器5和位于介质基板6下表面的金属接地板7，其中第一多模谐振器4和第二多模谐振器5均1、一种基于多模谐振器的宽带高选择性平衡带通滤波器，其特征在于:包括位于介质基板6上表面的输入端口馈线1、第一输出端口馈线2、第二输出端口馈线3、第一多模谐振器4、第二多模谐振器5和位于介质基板6下表面的金属接地板7，其中第一多模谐振器4和第二多模谐振器5均为对称面枝节加载型多模谐振器；输入端口馈线I包括第一输入端口 50欧姆微带线导带11、第一输入端口四分之一波长主传输线12、第二输入端口四分之一波长主传输线13、第二输入端口 50欧姆微带线导带14 ;第一输出端口馈线2包括第一输出端口 50欧姆微带线导带21和第一输出端口四分之一波长耦合线22 ;第二输出端口馈线3包括第二输出端口 50欧姆微带线导带31和第二输出端口四分之一波长耦合线32 ;第一多模谐振器4包含第一四分之一波长谐振器41、第二四分之一波长谐振器42、第一对称面枝节加载单元43、第二对称面枝节加载单元44和第三对称面枝节加载单元45 ;第二多模谐振器5包含第三四分之一波长谐振器51、第四四分之一波长谐振器52、第四对称面枝节加载单元53、第五对称面枝节加载单元54和第六对称面枝节加载单元55。
[0018]所述输入端口馈线I的第一输入端口四分之一波长主传输线12与第一多模谐振器4的第一四分之一波长谐振器41平行耦合；第二输入端口四分之一波长主传输线13与第二多模谐振器5的第三四分之一波长谐振器51平行親合；第一