一种射频带通滤波器的制造方法

文档序号:9275886阅读:343来源:国知局
一种射频带通滤波器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及带通滤波器(band pass filter),尤其涉及一种应用于导航领域且可以同时覆盖北斗/GPS/GLONASS的射频带通滤波器。
【背景技术】
[0002]随着2012年12月27号北斗卫星导航系统正式提供商用,成功的标志着我国打破了俄国和美国在此领域的垄断地位。
[0003]现有北斗卫星导航的应用技术已经相当成熟。但是如何在实现北斗导航的功能时,兼容现有成熟的GPS (Global Posit1ning System,全球定位系统)和GLONASS (GLOBALNAVIGAT1N SATELLITE SYSTEM,全球卫星导航系统)的接收模块,而不增加成本,是现在北斗能否实现产业化最大的挑战。
[0004]到现在为止,要实现同时兼容北斗/GPS/GLONASS的低成本的解决方案,其中之一需要解决的挑战就是实现能够同时兼容北斗/GPS/GLONASS的射频滤波器。现有的市场上的SAW滤波器(surface acoustic wave,声表面波滤波器)和FBAR射频滤波器(Film BulkAcoustic ResONator,薄膜腔声谐振滤波)都无法满足这一要求。
[0005]因此,现有技术存在缺陷,需要改进。

【发明内容】

[0006]本发明的目的是克服现有技术的不足,提供一种应用于导航领域且可以同时覆盖北斗/GPS/GLONASS的射频带通滤波器。
[0007]本发明的技术方案如下:本发明提供一种射频带通滤波器,包括通过耦合方式级联的两谐振腔,两谐振腔之间形成一窄带耦合缝隙,每一所述谐振腔包括:馈线、一端与所述馈线连接的短蛇形线、一端与所述馈线连接的长蛇形线、以及分别与短蛇形线的另一端、长蛇形线的另一端连接的耦合交指线,所述两谐振腔通过长、短蛇形线和耦合交指线分别谐振出自身的简并模式,之后通过两谐振腔之间的耦合缝隙将两简并模式合并,以产生新的谐振。
[0008]每一所述谐振腔中,所述耦合交指线位于所述长蛇形线与短蛇形线之间。
[0009]所述耦合交指线包括相互耦合的第一交指线与第二交指线,所述第一交指线与短蛇形线连接,所述第二交指线与长蛇形线连接。
[0010]所述馈线与所述谐振腔的外边垂直连接,所述两馈线以滤波器的中心为对称点成中心旋转对称。
[0011]所述一谐振腔的馈线为输入馈线,另一谐振腔的馈线为输出馈线。
[0012]所述两谐振腔以滤波器的中心为对称点成中心旋转对称。
[0013]所述两耦合交指线以滤波器的中心为对称点成中心旋转对称。
[0014]所述滤波器的频率带通覆盖1.55GHz-L 605GHz,中心频率为L 575HGz。
[0015]所述滤波器形成于铝基板或陶瓷介质基片上。
[0016]采用上述方案,本发明的射频带通滤波器具有以下特点:
1、该带通滤波器由于其采用双层耦合的概念,比传统的双模微带带通滤波器拥有更小的尺寸和面积,满足了现代通信系统的小型化的要求;
2、该滤波器由于采用了微带线作为输入输出端,方便的与其他的电路结构直接集成;
3、该滤波器可以在普通的低成本的PCB板上实现,结构简单,适合标准化生产,也可以在陶瓷工艺上实现;
4、该滤波器可以和低噪放、天线一起级联在普通的电路板上一起成为有源天线模块,可以在不增加任何成本的情况下实现滤波器的功能;
5、该带通滤波器由于采用了双谐振结构,可以实现宽通带性能,通带同时覆盖北斗、GPS、GLONASS信号,同时实现对GSM频带的抑制。
【附图说明】
[0017]图1为本发明射频带通滤波器的结构示意图。
[0018]图2为本发明射频带通滤波器实现于FR4基片上的测试结果。
[0019]图3为本发明射频带通滤波器与有源天线级联实现共轭匹配的测试结果。
【具体实施方式】
[0020]以下结合附图和具体实施例,对本发明进行详细说明。
[0021]请参阅图1,本发明提供一种射频带通滤波器,一方面,可以在通带同时覆盖北斗/GPS/GLONASS,并且实现在GSM频带的20dB以上的抑制;另一方面,这种滤波器可以在普通的更加低成本的PCB电路板和陶瓷材料上实现。具体的,该射频带通滤波器包括通过耦合方式级联的两谐振腔2,两谐振腔2之间形成一窄带耦合缝隙4,每一所述谐振腔2包括:馈线22、一端与所述馈线22连接的短蛇形线24、一端与所述馈线22连接的长蛇形线26、以及分别与短蛇形线24的另一端、长蛇形线26的另一端连接的耦合交指线28。所述两谐振腔2通过长、短蛇形线26、24和耦合交指线28分别谐振出自身的简并模式,之后通过两谐振腔2之间的耦合缝隙4将两简并模式合并,以产生新的谐振。物理学上讲,相当于通过二级耦合的方式实现了二级谐振滤波器。另外,每一所述谐振腔2都有两端长短不同的慢波效应的蛇形线和带状耦合交指线28组成,这样一方面由于蛇形线的结构,极大的提高了整体滤波器的有效的微带线的总长度,使得更加有效地利用了微带谐振器的面积;另一方面由于采用了带状耦合交指线28结构,最大化地增加了每个谐振腔2自身的耦合量。
[0022]本发明提供的射频带通滤波器采用新型的架构,采用了双层耦合的概念,解决了传统微带滤波器体积过大的问题,比传统的双模带通滤波器拥有更小的尺寸,拥有更低的带内插损和更好的带外抑制。
[0023]另外,由于采用了蛇形线和带状耦合交指线28级联谐振腔的结构,使得每个谐振腔2的谐振频率的特性可以自由的调节,从而更加容易地实现对此滤波器带宽性能、谐振频率和带外抑制性能的调节,使得此滤波器在不同PCB板的环境下易集成性,可实现性大大的增加。
[0024]所述滤波器可以置于低噪声放大器之后,实现共轭匹配后,提供替代原有滤波器器件的低成本有源天线方案。
[0025]进一步地,每一所述谐振腔2中,所述耦合交指线28位于所述长蛇形线26与短蛇形线24之间。所述两耦合交指线28以滤波器的中心为对称点成中心旋转对称。所述耦合交指线28包括相互耦合的第一交指线31与第二交指线32,所述第一交指线31与短蛇形线24连接,所述第二交指线32与长蛇形线26连接。进一步地,第一交指线31与第二交指线32的形状和大小也可以自由调节,从而可以进一步控制滤波器的谐振频率和带宽。
[0026]优选的,所述馈线22与所述谐振腔22的外边33垂直连接,所述两馈线222以滤波器的中心为对称点成中心旋转对称。应当说明的是:所述两馈线22的位置可以自由调节,这样可以增加滤波器的易集成性。每一所述馈线22的阻值为50欧姆。具体的,所述一谐振腔2的馈线22为输入馈线,另一谐振腔2的馈线22为输出馈线。
[0027]所述两谐振腔2以滤波器的中心为对称点成中心旋转对称。长蛇形线26和短蛇形线24的宽度以及弯曲的次数和形状可以自由调节,这样子可以进一步缩小滤波器的整体面积。还可以通过调节耦合缝隙4的宽度和耦合壁的长度来控制滤波器的性能。
[0028]在本实施例中,基于上述结构,所述滤波器的频率带通覆盖1.55GHz-l.605GHz,中心频率为1.575HGz。
[0029]所述滤波器形成于铝基板或陶瓷介质基片上,可以实现低成本的方案,也可以通过低温共烧陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramic, LTCC)的工艺来实现,实现与声表滤波器相当的高性能。在本实施例中,所述滤波器形成于材质为FR4(环氧玻璃纤维板,环氧板)的基片上,该基片的厚度为0.8mm,该滤波器在该基片上单独测试的测试结果如图2所示,具体的测量数据如图2所示,波形①为dB (S (1,1)),波形②为dB (S (1,2)),其中ml处,freq=l.577GHz,dB(S( 1,2))=-2.653。另外,该滤波器在相同电路板材上与一 LNA集成设计的有源天线,级联实现共轭匹配,共轭匹配后的测试结果如图3所示,具体的测量数据如图 3 中所示:M1 处,freq=l.558GHz,dB (S (I, 2))=26.939 ;M2 处,freq=l.575GHz,dB (S(I, 2)) =26.940 ;M3 处,freq=l.603GHz,dB (S (I, 2)) =26.351 ;M4 处,freq=l.805GHz,dB(S (I, 2)) =1.196 ;M5 处,freq=l.885GHz,dB (S (I, 2)) =17.079 ;M6 处,freq=935.0MHz,dB (S (I, 2)) =16.366 ;M7 处,freq=960.0MHz,dB (S (1,2)) =14.849。
[0030]以上仅为本发明的较佳实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种射频带通滤波器,其特征在于,包括通过耦合方式级联的两谐振腔,两谐振腔之间形成一窄带耦合缝隙,每一所述谐振腔包括:馈线、一端与所述馈线连接的短蛇形线、一端与所述馈线连接的长蛇形线、以及分别与短蛇形线的另一端、长蛇形线的另一端连接的耦合交指线,所述两谐振腔通过长、短蛇形线和耦合交指线分别谐振出自身的简并模式,之后通过两谐振腔之间的耦合缝隙将两简并模式合并,以产生新的谐振。2.根据权利要求1所述的射频带通滤波器,其特征在于,每一所述谐振腔中,所述耦合交指线位于所述长蛇形线与短蛇形线之间。3.根据权利要求1所述的射频带通滤波器,其特征在于,所述耦合交指线包括相互耦合的第一交指线与第二交指线,所述第一交指线与短蛇形线连接,所述第二交指线与长蛇形线连接。4.根据权利要求1所述的射频带通滤波器,其特征在于,所述馈线与所述谐振腔的外边垂直连接,所述两馈线以滤波器的中心为对称点成中心旋转对称。5.根据权利要求1所述的射频带通滤波器,其特征在于,所述一谐振腔的馈线为输入馈线,另一谐振腔的馈线为输出馈线。6.根据权利要求1所述的射频带通滤波器,其特征在于,所述两谐振腔以滤波器的中心为对称点成中心旋转对称。7.根据权利要求1所述的射频带通滤波器,其特征在于,所述两耦合交指线以滤波器的中心为对称点成中心旋转对称。8.根据权利要求1所述的射频带通滤波器,其特征在于,所述滤波器的频率带通覆盖1.55GHz-l.605GHz,中心频率为 1.575HGz。9.根据权利要求1所述的射频带通滤波器,其特征在于,所述滤波器形成于铝基板或陶瓷介质基片上。
【专利摘要】本发明公开一种射频带通滤波器,包括通过耦合方式级联的两谐振腔,两谐振腔之间形成一窄带耦合缝隙,每一所述谐振腔包括:馈线、一端与所述馈线连接的短蛇形线、一端与所述馈线连接的长蛇形线、以及分别与短蛇形线的另一端、长蛇形线的另一端连接的耦合交指线,所述两谐振腔通过长、短蛇形线和耦合交指线分别谐振出自身的简并模式,之后通过两谐振腔之间的耦合缝隙将两简并模式合并,以产生新的谐振。本发明提供的射频带通滤波器,一方面,可以在通带同时覆盖北斗/GPS/GLONASS,并且实现在GSM频带的20dB以上的抑制;另一方面,这种滤波器可以在普通的更加低成本的PCB电路板和陶瓷材料上实现。
【IPC分类】H01P1/203
【公开号】CN104993196
【申请号】CN201510394713
【发明人】由克
【申请人】深圳市西博泰科电子有限公司
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年7月7日
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