一种频带独立可调的平面双频滤波器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种频带独立可调的平面双频滤波器，确切的说是滤波器的两个频带的带宽独立可调，属于微波传输器件的技术领域。
【背景技术】
[0002]滤波器是一个二端口网络，它通过在滤波器通带频率内提供信号传输并在阻带内提供衰减的特性，用以控制微波系统中某处的频率响应。按照滤波器频率响应的形状来分类，可广泛的分为低通，带通，带阻，高通。微波滤波器实际上已经应用于任何类型的微波通信、雷达测试或测试系统中。
[0003]滤波器是射频前端的重要组成部分，可调滤波器已经成为多波段通信系统中最基本的微波组件之一。目前，不同的通信系统工作在不同的微波频段，这就要求单一的通信系统能够支持多个不同的通信标准，滤波器作为通信系统中重要的元件之一，必须能满足两种以上不同的通信标准的需求。现有技术中，大部分滤波器设计为宽带或双频带不可调滤波器。
[0004]因此有必要提供一种结构简单，插入损耗小，隔离效果好，频带单独可调的双频滤波器。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种运用于双频系统的新型的频带单独可调滤波器，本发明的频带独立可调滤波器具有结构简单，插入损耗小，隔离效果好，频带单独可控等优点。
[0006]—种频带独立可调的平面双频滤波器，包括:介质板(15)和布设于介质板(15)上的频带独立可调双频滤波器电路；
[0007]介质板(15)为基板，正面设置频带独立可调双频滤波器电路，背面设置金属接地面(14)，介质板(15)设置第一过孔(17)和第二过孔(18)，第一过孔(17)连通第一电容(12)末端和金属接地面(14)，第二过孔(18)连通第二电容(13)末端和金属接地面(14);
[0008]频带独立可调双频滤波器电路包括第一组耦合微带线(3)、第二组耦合微带线
(4)、第一微带线(5)、第二微带线(6)、第三微带线(7)、第四微带线(8)、第五微带线(9)、第一电容(12)和第二电容(13);
[0009]两条平行设置的宽度相同的微带线形成第一组耦合微带线(3)，另外两条平行设置的宽度相同的微带线形成第二组耦合微带线(4)，第一组耦合微带线(3)中两条平行设置的微带线的一端共同连接至第一顶端连接点(11)，另一端分别连接第二组耦合微带线(4)中两条平行设置的微带线的末端，第二组耦合微带线(4)中两条平行设置的微带线的另一端共同连接到第二顶端连接点(10)，第一微带线(5)和第二微带线(6)—端处于开路状态，另一端分别和第二组耦合微带线(4)的两个末端垂直连接；
[0010]两个微带线分别形成输入端口(1)和输出端口(2)，第三微带线(7)和输入端口(1)连接，第四微带线(8)和输出端口(2)连接，输入端口(1)和输出端口(2)水平延伸至介质板(15)的边缘，第三微带线(7)和第一微带线(5)平行，第四微带线(8)和第二微带线(6)平行；
[0011]第五微带线(9)的一端与第一组耦合微带线(3)的顶端连接，另一端与第二电容(13)连接，第二电容(13)的另一端和第二过孔(18)连接;第一电容(12)—端和第二组耦合微带线(4)的顶端连接，另一端和第一过孔(17)连接。
[0012]所述的第一顶端连接点(11)的宽度是第一组耦合微带线(3)中一个微带线宽度的1/2，长度与两条平行微带线之间的线间距相同。
[0013]所述的第二顶端连接点(10)的宽度是第二组微带耦合线(4)中一个微带线宽度的1/4，长度与两条平行微带线之间的线间距相同。
[0014]所述的第一组耦合微带线(3)和第二组耦合微带线(4)的长度分别为U= 17.3mm，L2 = 46.45mm，宽度分别为 Wi = 1.64mm，W2 = 3.3mm，线间距分别为 Si = 0.3mm，S2 = 0.83mm;
[0015]第一顶端连接点(11)和第二顶端连接点(10)的宽度分别为D1=0.82mm，D2 =0.83mm;连接到第一组微带親合线(3)顶端的第五微带线(9)的长度为L4 = 50.6mm，宽度为W4=0.43mm;连接到第二组微带耦合线(4)末端的第一微带线(5)和第二微带线(6)的长度为1^01 = 37.07111111，宽度为101=1.5mm;
[0016]输入端口( 1)和输出端口( 2)的长度和宽度均为L3 = 3.6mm，W3 = 1.3mm;连接输入端口(1)和输出端口(2)的第三微带线(7)和第四微带线(8)的长度和宽度均为LQ2 = 35.07mm，Wo2 = 0.2mm;
[0017]第一过孔(17)和第二过孔(18)的半径Ro均为0.4mm;
[0018]第一可调电容(12)和第二可调电容(13)的长度和宽度均为1^=1.7111111，￥。= 0.9111111。
[0019]所述的频带独立可调双频滤波器的各参数满足以下等式:
[0020]ZoZei( ω CbZe2+2tan02) [2Z3(1- ω CaZ3tan03)-Zeitan0i( ω CaZ3+tan03)]
[0021 ] +ZoZe2(2-ωCbZe2tan02)[Zei( ωCaZ3+tan03)+2Z3tan0i( 1-ωCaZ3tan03)]
[0022]+ZeiZe2tan0o(2-ω CbZe2tan02) [2Z3( 1-ω CaZ3tan03)-Zeitan0i( ω CaZ3+tan03) ] =0
[0023]ZoiZo2tan0otan0itan02-ZoZo2tan02-ZoZoitan0i = O
[0024]其中，为第一微带线(5)和第二微带线(6)的电长度，Zo为第一微带线(5)和第二微带线(6)的特性阻抗;ΘΑ第一组耦合微带线⑶的电长度，Zel、Z。^别为第一组耦合微带线⑶的偶模特性阻抗和奇模特性阻抗;θ2为第二组耦合微带线(4)的电长度，匕2丄2分别为第二组耦合微带线(4)的偶模特性阻抗和奇模特性阻抗;θ3为第五微带线(9)的电长度，Ζ3为第五微带线(9)的特性阻抗，Ca为第二电容(13)的值，Cb为第一电容(12)的值，w是角频率。
[0025]本发明的优点在于:
[0026](1)通过使用耦合微带线结构和枝节实现双频效应；
[0027](2)通过使用可调电容，实现双频滤波器的两个频带独立可调；
[0028](3)电路结构简单、对称、紧凑、实用；
[0029](4)本发明的频带独立可调滤波器在双频段内获得较好的隔离效果、较小的插入损耗。
【附图说明】
[0030]图1显示了本发明实施例的频带独立可调滤波器的三维结构示意图；
[0031]图2显示了图1所示的频带独立可调滤波器的电路结构示意图；
[0032]图3(a)显示了双频滤波器在偶模激励下的等效电路图；
[0033]图3(b)显示了双频滤波器在奇模激励下的等效电路图；
[0034]图4(a)显示了电容13的值Ca对谐振频率的影响；
[0035]图4(b)显示了电容12的值Cb对谐振频率的影响；
[0036]图5(a)显示了本发明实施例的双频可调滤波器在Cb不变，改变Ca的值时，插入损耗S21和回波损耗S11的仿真S参数图；
[0037]图5(b)显示了本发明实施例的双频可调滤波器在Ca不变，改变Cb的值时，插入损耗S21和回波损耗S11的仿真S参数图；
【具体实施方式】
[0038]下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0039]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合【具体实施方式】并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
[0040]图1显示了本发明优选实施例的独立可调双频滤波器的三维结构示意图。
[0041]如图1所示，本发明优选实施例的独立可调双频滤波器，包括介质板15和布设于介质板15上的独立可调双频滤波器电路。
[0042]参见图1，所述介质板15构成本发明频带独立可调滤波器的印刷电路基板，用于承载整个滤波器电路。本发明的一个具体实施例中，介质板15的厚度设置为0.762mm，介电常数设置为3.48。滤波器电路设置在介质板15的正面，介质板15的背面设置有金属接地面14。此外，介质板15设有贯穿正面和背面的过孔17和过孔18。过孔17连接在电容12的末端和金属接地面14之间，以实现电容12的接地。过孔18连接在电容13的末端和金属接地面14之间，以实现电容13的接地。
[0043]参见图1，频带独立可调双频滤波器电路包括第一组耦合微带线3和第一顶端连接点11，第二组耦合微带线4和第二顶端连接点10，微带线5和微带线6。
[0044]其中，第一组耦合微带线3形成为两条平行设置的微带线，该两条微带线的一端共同连接到第一顶端连接点11，第二组耦合微带线4的形成为两条平行设置的微带线，该两条微带线的一端共同连接到第二顶端连接点10，如上所述，第一顶端连接点11用于连接第一组耦合微带线3的顶端间隙，第二顶端连接点10用于连接第二组耦合微带线4的顶端间隙。第二组耦合微带线4的末端和第一组耦合微带线3的末端连接。微带线5和微带线6分别与第二组耦合微带线4的末端垂直连接。
[0045]如图1所示，输入端口1和输出端口 2形成为微带线，输入端口 1、输出端口 2分别与微带线7和微带线8连接，水平延伸到介质板15的边缘。
[0046]如图1所示，电容12—端和第二组耦合微带线4的顶端连接，另一端和过孔17连接，电容13—端和微带线9连接，另一端和过孔18连接。
[0047]图2显示了图1所示的频带独立可调双频滤波器的电路结构示意图。
[0048]如图2所示，输入端口1和输出端口 2均设置在介质板15的正面。
[0049]如图2所示，在频带独立可调滤波器电路中，第一组耦合微带线3的长度和宽度分别为，两条微带线之间的线间距SSi，该微带线连接到的第一顶端连接点11的微带线宽度为D1;第二组耦合微带线4的长度和宽度分别为L2，W2，两条微带线之间的线间距为S2，该微带线连接到的第二顶端连接点10的微带线宽度为D2;微带线9的长度和宽度分别为L4，W4。微带线5和微带线6的长度和宽度均为LQ1，W(n。微带线7和微带线8的长度和宽度均为L02，W02。输入端口 1和输出端口 2的长度和宽度均为L3，W3。过孔17和过孔18的半径均为Ro。可调电容(12)和可调电容(13)的长度和宽度均为U、W。。
[°°50] 本发明的一个优选实施例中，其具体尺寸如下:Wi = l.64mm, Li = 17.3mm, Si =0.3mm,ff2 = 3.3mm，L2 = 46.45mm，S2 = 0.83mm，Di=0.82mm，D2 = 0.83mm,ff4 = 0.43mm ,1,4 =50.6mm，ffoi = 1.5mm，Loi = 37.07mm,ff3= 1.3mm,L3 = 3.6mm，ffo2 = 0.2mm，Lo2 = 35.07mm,