一种采用改进型耦合馈线的平衡滤波器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及微波通信的技术领域，尤其是指一种采用改进型耦合馈线的平衡滤波器。
【背景技术】
[0002]平衡滤波器自提出以来得到人们越来越多的关注，目前已有不同的结构满足不同的需求。但设计方法基本都是基于带阻滤波器和带通滤波器的综合设计，设计较复杂，难以同时实现高选择性和高共模抑制。因此，研宄新型共模抑制结构变得越来越重要。
[0003]另外一方面，耦合线常常用于滤波器的设计中，但传统耦合馈线在传输差模信号的同时也传输了共模信号。耦合馈线本身对滤波器的共模信号没有抑制，因此需要施加额外的措施，例如GDS槽线、对称枝节加载、引入传输路径等来综合设计差模通带和共模阻带，增加了设计的复杂程度。因此迫切希望研宄一种适用在平衡滤波器当中的、在馈线端就能实现共模抑制的耦合馈线结构，使得滤波器的设计主要集中在差模性能的实现上，从而简化设计。
[0004]综上，研宄高共模抑制新型耦合馈线结构，设计射频/微波通信频段高选择性高共模抑制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。
[0005]平衡滤波器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“A differential-mode wideband bandpass filter on microstrip line for UffBappI icat1n ”的文章，差模时中心对称面短路，等效为短路枝节加载的枝节线结构带通滤波器。共模激励时，通过对称面上加载SIR(阶跃阻抗)开路枝节在通带内引入两个传输零点来抑制共模信号，如图8所示。此种方法设计的优势是通过增加枝节数来实现较宽的带宽，缺点是差模通带的选择性较差、共模阻带带宽有限、尺寸较大。
[0006]另一种实现平衡滤波器的方法是使用多模谐振器，例如2012年W Q Che.在IEEETransact1ns on Microwave Theory and Techniques 发表的题为 “Novel WidebandDifferential Bandpass Filters Based on T-Shaped Structure” 文章，如图 9 所不。T型谐振器的三个谐振模式形成了差模通带，同时共模时在中心频率处引入传输零点，实现共模抑制。这种结构的优势是共模抑制范围覆盖到整个频带，尺寸较小。然而选择性仍需改善。
[0007]基于两路径信号同相叠加反相抑制的原理同样可以实现较好的共模抑制，如 W Q Che 在 Asia-Pacific Microwave Conference Proceedings (APMC)发表的题为 “A microstrip ultra-wideband differential filter with shorted parallelcoupled-line”的文章，如图10所示。当两条路径的信号叠加时，如果满足条件
=9path2(fo) ±2ηπ 和 Gpathl (f0) = θ path2 (f0) ±ηπ ,(n= 1,2,3...)时，将分别产生一个通带和阻带。基于该方法设计的平衡滤波器，在整个频率范围内其共模信号都可以被抑制，但其差模通带的边带特性比较差。
[0008]此外，另一种高共模抑制的设计方法是基于槽线的设计，例如P Hsu在IEEEMicrowave and Wireless Components Letters 发表的题为“A differential-modewideband bandpass filter with enhanced common-mode suppress1n using slotlineresonator”文章，如图11所示。由于共模时对称面处槽线磁流方向和磁壁边界存在着矛盾，共模信号不会被传输。所以这一类平衡滤波器的设计过程中只需保证对称面处槽线一定的长度就可实现很好的共模抑制效果，方法简便，可以设计宽带或超宽带。缺点是通带选择性较差。
【发明内容】
[0009]本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种采用改进型耦合馈线的平衡滤波器，克服平衡滤波器高选择性和高共模抑制同时实现的难点，实现馈电端的共模抑制，使得滤波器的设计集中在差模通带的实现上；克服现有平衡滤波器通带选择性平缓的问题，提供具多传输零点的新型短路耦合枝节加载；克服平衡滤波器差模高频阻带难控制的问题，提供一种具谐波抑制的宽阻带实现方案。
[0010]为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为:一种采用改进型耦合馈线的平衡滤波器，包括有输入输出端口及级联的两个改进型耦合馈线；其中一个改进型耦合馈线包括有镜像对称分布的第一耦合传输线和第二耦合传输线及加载在该第一耦合传输线和第二耦合传输线之间的第一枝节，所述第一枝节由两段镜像对称的传输线连接而成，该两段传输线与第一耦合传输线和第二耦合传输线同一对称轴；另外一个改进型耦合馈线包括有镜像对称分布的第三耦合传输线和第四耦合传输线及加载在该第三耦合传输线和第四耦合传输线之间的第二枝节、第三枝节、第四枝节、第五枝节，所述第二枝节的一端连接第三耦合传输线，其另一端分别连接第三枝节和第四枝节的一端，所述第三枝节的另一端与第四耦合传输线连接，该第二枝节和第三枝节镜像对称，且与第三耦合传输线和第四耦合传输线同一对称轴，所述第四枝节在该对称轴上延伸，其另一端与垂直于该对称轴的第五枝节的中心连接；所述第一耦合传输线、第二耦合传输线、第三耦合传输线、第四耦合传输线分别连接有一输入输出端口，每个输入输出端口各加载有親合枝节，用于引入传输零点，该第一耦合传输线和第二耦合传输线的耦合枝节镜像对称，并与第一耦合传输线和第二耦合传输线同一对称轴，该第三耦合传输线和第四耦合传输线的耦合枝节镜像对称，并与第三耦合传输线和第四耦合传输线同一对称轴。
[0011]所述第一枝节、第二枝节、第三枝节、第四枝节、第五枝节为短路枝节或开路枝节。
[0012]所述输入输出端口为阻抗50 Ω的传输线。
[0013]本实用新型与现有技术相比，具有如下优点与有益效果:
[0014]1、与已有共模抑制实现方法相比较，本实用新型的改进型耦合馈线结构，由于其自身的共模抑制，可以将差模和共模分开设计，设计独立、简便，共模抑制得到明显的改善。
[0015]2、与现有平衡滤波器高选择性实现方法相比较，本实用新型采用的短路耦合枝节加载方式会在通带为产生两个可控传输零点，改善了通带的选择性。
[0016]3、本实用新型提出的改进型耦合馈线可用于谐波抑制，可实现差模阻带的二次谐波抑制或高选择性高共模抑制设计。
[0017]4、由于本设计的滤波器采用平面结构，成本低，特性好，易集成，因此本实用新型比较适合集成到移动终端设备系统上。
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型采用改进型耦合馈线的平衡滤波器的结构示意图。
[0019]图2为实用新型所使用的微带介质基板示意图。
[0020]图3a为传统耦合馈线Type-A的电路图。
[0021]图3b为传统耦合馈线Type-B的电路图。
[0022]图3c为改进型耦合馈线Type-A’的电路图。
[0023]图3d为改进型耦合馈线Type-B’的电路图。
[0024]图4a为本实用新型所述平衡滤波器的差模等效电路图。
[0025]图4b为本实用新型所述平衡滤波器的共模等效电路图。
[0026]图5a为本实用新型所述平衡滤波器差模等效电路响应的曲线图。
[0027]图5b为参数Zs和Kl对本实用新型所述平衡滤波器通带特性影响的曲线图。
[0028]图6a为本实用新型所述平衡滤波器共模电路响应的曲线图。
[0029]图6b为本实用新型所述平衡滤波器共模特性随参数Zs和Zool的变化曲线图。
[0030]图7a为本实用新型所述平衡滤波器差模响应仿真测量结果图。
[0031]图7b为本实用新型所述平衡滤波器共模响应仿真测量结果图。
[0032]图8为【背景技术】中Lei Zhu团队提出的平衡滤波器的仿真测量结果图。
[0033]图9为【背景技术】中W Q Che的基于多模谐振器的平衡滤波器电路图。
[0034]图10为【背景技术】中W Q Che的基于多路径的平衡带通滤波器电路图。
[0035]图11为【背景技术】中P Hsu的基于槽线多模谐振器的平衡滤波器电路图。
【具体实施方式】
[0036]下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。
[0037]如图1所示，本实施例所述的采用改进型耦合馈线的平衡滤波器，包括有输入输出端口 A1、A2、A3、A4(阻抗50Ω的传输线)，及级联的两个改进型耦合馈线；其中一个改进型親合馈线包括有以水平中心线00’为对称轴镜像对称分布的第一親合传输线A5和第二耦合传输线A7及加载在该第一耦合传输线A5和第二耦合传输线A7之间的第一枝节A13，所述第一枝节A13由两段镜像对称的传输线连接而成，该两段传输线与第一親合传输线A5和第二耦合传输线A7同一对称轴；另外一个改进型耦合馈线包括有以水平中心线00’为对称轴镜像对称分布的第三耦合传输线A6和第