一种采用耦合馈线加载的多传输零点平衡滤波器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及微波通信的技术领域，尤其是指一种采用耦合馈线加载的多传输零点平衡滤波器。
【背景技术】
[0002]随着现代通信技术的发展，平衡滤波器由于对环境噪声具有较高的免疫性而得到越来越多的关注，但同时具备高共模抑制、高选择性、低损耗的平衡滤波器依然是研宄的重点和难点。为抑制共模，可采用GDS缺陷地、对称枝节加载、引入传输路径、槽线结构等来实现。但是这些方法并没有改善差模通带的选择性。为此，一些不同的方法被用来引入传输零点，如直接枝节加载、源-负载耦合、级联四阶结构等，不仅增加了设计的复杂度，还会对共模抑制产生影响。另一方面，高性能平衡滤波器对差模通带差损提出更加苛刻的要求。一些高共模抑制结构如槽线结构由于自身辐射损耗，会导致通带差损较大。此外，一些高选择性结构如级联四阶结构由于阶数的增加通带差损也偏大。因此，研宄高选择性、高共模抑制、低损耗的多传输零点平衡滤波器具有极其重要的理论意义、极大的经济效益和广阔的应用前景。
[0003]平衡滤波器提出已久，下面就高选择性高共模抑制平衡滤波器的现有技术做一个调查。其中最基本的实现方式是以Lei Zhu团队提出的一系列枝节加载结构为代表。例如其 2009 年在 IEEE Microwave and Wireless Components Letters 发表题为 “Highlyselective differential-mode wideband bandpass filter for UffB applicat1n，，的文章，如图8所示，为了改善差模通带的选择性，四分之一波长枝节被替代为四分之三波长枝节。它不仅在通带外产生两个传输零点，而且共模阻带也增加了两个传输零点。这种方法的优点是改善了差模通带的选择性，同时拓宽共模抑制范。缺点是差模通带插损较大、尺寸较大。
[0004]为实现小型化和高陆峭性，2013年Q X Chu团队在IEEE Microwave and WirelessComponents Letters 上发表的题为 “Differential Wideband Bandpass Filter WithHigh-Selectivity and Common-Mode Suppress1n”中，使用親合枝节替代传统的传输线枝节。如图9所示，耦合枝节替代传统的枝节连接线能够实现较宽的通带，而短路耦合枝节由于其双传输零点特性可以在通带引入两个传输零点。对于共模抑制则采用双路径。这种方法设计的优点是小型化、选择性高。缺点是共模抑制效果不佳，仅1dB左右。
[0005]2014 年 W Q Che 团队在 IET Microwaves, Antennas&Propagat1n 发表题为“Compact wideband balanced bandpass filter with highcommon-mode suppress1nbased on cascade parallel coupled lines”的文章中，提出采用平行親合线实现较宽的差模通带和较高的共模抑制，如图10所示。为改善通带的选择性，输入输出端口额外级联对称的SIR枝节，增加了设计的复杂度。
[0006]为了同时实现高选择性和高共模抑制，阶梯阻抗谐振器级联四阶结构(SIR-CQ)常被用在平衡滤波器的设计中。如图11所示，使用了两对不同阻抗比和电长度的二分之波长SIR谐振器。通过调节阻抗比可以使差模谐波频率在5.5fQ处，共模工作在3.43f。处。由于四个SIR谐振器呈CQ排列，差模时响应主要由耦合路径谐振器a-b-b-a决定，路径a-a引入交叉耦合，会在差模产生两个传输零点。共模时响应主要由路径a-a决定，抽头处的枝节会产生传输零点，使得共模抑制到6.1764。这种方法设计的优点是尺寸小、选择性高。缺点是较大的通带插损，达到3.5dB。
[0007]从上面分析可知，虽然已有结构可以实现高共模抑制或高选择性或损耗，但同时具备高选择性、高共模抑制、低损耗的多传输零点平衡滤波器仍是设计的难点。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高选择性、高共模抑制、低差损的采用耦合馈线加载的多传输零点平衡滤波器。
[0009]为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为:一种采用耦合馈线加载的多传输零点平衡滤波器，包括有镜像对称的第一差分输入端口和第二差分输入端口，镜像对称的第一差分输出端口和第二差分输出端口及镜像对称的第一枝节加载环形谐振器和第二枝节加载环形谐振器；其中，所述第一差分输入端口和第二差分输入端口、第一差分输出端口和第二差分输出端口、第一枝节加载环形谐振器和第二枝节加载环形谐振器同一对称轴，所述第一差分输入端口级联有第一阻抗变换线，所述第二差分输入端口级联有第二阻抗变换线，所述第一差分输出端口级联有第三阻抗变换线，所述第二差分输出端口级联有第四阻抗变换线，所述第一阻抗变换线和第二阻抗变换线镜像对称分布，所述第三阻抗变换线和第四阻抗变换线镜像对称分布，且它们的对称轴垂直于上述第一差分输入端口和第二差分输入端口的对称轴，所述第一阻抗变换线加载有第一馈线，所述第三阻抗变换线加载有第二馈线，所述第一枝节加载环形谐振器的环形谐振器部分位于第一馈线和第二馈线围成的区域内，并分别与该第一馈线和第二馈线耦合，所述第二阻抗变换线加载有第三馈线，所述第四阻抗变换线加载有第四馈线，所述第二枝节加载环形谐振器的环形谐振器部分位于第三馈线和第四馈线围成的区域内，并分别与该第三馈线和第四馈线耦合，所述第一馈线和第三馈线之间加载有第一枝节，所述第二馈线和第四馈线之间加载有镜像对称且相连接的第二枝节和第三枝节，所述第二枝节和第三枝节之间设有过接地金属过孔，并与上述第一差分输入端口和第二差分输入端口同一对称轴，所述第一枝节加载环形谐振器和第二枝节加载环形谐振器的加载枝节部分位于该第一枝节、第二枝节、第三枝节围成的区域内。
[0010]所述第一枝节加载环形谐振器和第二枝节加载环形谐振器的加载枝节部分均由两段枝节组成，呈T形。
[0011]本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果:
[0012]1、与已有共模抑制实现方法相比较，本发明采用的耦合馈线加载结构，会在共模时产生多个传输零点。实现馈电端的共模抑制。可以将差模和共模特性分开设计，设计独立、简便，共模抑制得到明显的改善。
[0013]2、与现有平衡滤波器高选择性实现方法相比较，本发明采用的耦合馈线加载结构会在差模通带为产生多个传输零点，改善了差模通带带外的选择性。
[0014]3、本发明提出的基于耦合馈线加载结构和枝节加载环形谐振器的方案，可在通带形成三个传输极点，在改善选择性的同时减小了差模通带损耗。
[0015]4、本发明使用的枝节加载环形谐振器的枝节采用两段T型结构，会在共模和差模通带为产生额外的传输零点，明显改善差模的陡峭性和共模抑制效果。
[0016]5、本发明设计的平衡滤波器同时具备高选择性、高共模抑制、低损耗的优势，同时采用平面结构，成本低，特性好，易集成。
【附图说明】
[0017]图1为本发明所述采用耦合馈线加载的多传输零点平衡滤波器的结构图。
[0018]图2为本发明所使用的介质基板示意图。
[0019]图3a为本发明所述采用耦合馈线加载的多传输零点平衡滤波器的差模等效电路图。
[0020]图3b为本发明所述采用耦合馈线加载的多传输零点平衡滤波器的共模等效电路图。
[0021]图4为有无加载枝节Z1时的差模特性曲线图(Z2= 92Ω，Ζ3= 44Ω，Ζ。。= 85Ω，Zoe= 185 Ω) 0
[0022]图5为不同加载枝节ZJf的差模特性曲线图。
[0023]图6为两种不同实现情形下的响应图。
[0024]图7a为采用耦合馈线加载的多传输零点平衡滤波器的差模窄频带响应实验结果图。
[0025]图7b为采用耦合馈线加载的多传输零点平衡滤波器的差模宽频带响应实验结果图。
[0026]图7c为采用耦合馈线加载的多传输零点平衡滤波器的共模响应实验结果图。
[0027]图8为【背景技术】中Lei Zhu团队的改进型枝节线结构宽带平衡滤波器结构图。
[0028]图9为【背景技术】中Q X Chu团队的耦合枝节宽带平衡滤波器结构图。
[0029]图10为【背景技术】中W Q Che团队的平行耦合枝节结构平衡滤波器结构图。
[0030]图11为【背景技术】中W Q Che团队的级联四阶平衡滤波器结构图。
【具体实施方式】
[0031]下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
[0032]如图1所示，本实施例所述的采用耦合馈线加载的多传输零点平衡滤波器，包括有镜像对称的第一差分输入端口 A1和第二差分输入端口 B i，镜像对称的第一差分输出端口A4和第二差分输出端口 B4及镜像对称的第一枝节加