可改善远端抑制的低通电路、印制电路板以及介质波导滤波器的制作方法

本申请属于通信技术领域，特别是涉及一种可改善远端抑制的低通电路、印制电路板以及介质波导滤波器。

背景技术：

近年来，随着航天技术的迅猛发展，对航天器上无线通信设备的良好工作性能和较小的体积提出了更高的要求，无线通信设备的集成化、小型化、高性能、成本低和易于加工等优点已经成为国内外科研领域发展的必然趋势。对无线通信系统而言，滤波器是一种关键的射频器件。它有划分通道、筛选信号的功能，是一种重要的微波器件。为了实现通信设备集成化、小型化、高性能、成本低和易于加工等优点，多芯片组件(mcm)，片上系统(soc)，封装系统(sop)等新的封装形式已经被提出。在无线通信系统中，采用现代封装技术可以对有源电路进行集成。虽然采用现代封装技术也可以使滤波器在现在封装系统实现集成化，但为了满足滤波器的良好工作性能和工作原理的特定要求，电路设计上实现小型化、高性能的特点难以实现。并且无线通信业务的迅速发展，导致了相对拥挤的微波频带使得频带划分更加精细，微波频谱资源日趋紧张，各种微波微米波电路、组件及系统的应用越来越广泛，频率间隔不断缩小，以至于采用多频率工作，从而对滤波器的性能指标也越来越高。并且滤波器的性能的好坏会对整个通信系统的性能指标产生直接影响。随着科学技术的发展，新材料领域、新工艺方面也得到了长足的进步，设计体积小、重量轻、性能高、成本低的射频/微波滤波器以及其他器件必将是工程设计和市场竞争的趋势。这就要求电路一方面要满足电气性能指标，另一方面还要尽可能的减少电路所占用的空间。然而，采用传统的设计方法设计的滤波器结构尺寸一般比较大，在性能指标上也存在着一定程度上的局限性，不能更好的实现小型化和较好的工作性能的特点，不能够满足现代无线通信系统的要求。因此，性能优良、高集成度的无源电路研究成为现代无线通信系统研究中十分关键的工作。

随着无线通信业务的迅速发展，频率间隔不断缩小，微波频谱资源日趋紧张，各种微波微米波电路、组件及系统的应用越来越广泛，对滤波器的性能指标也越来越高。普通的滤波器存在着通带内有能量损耗、负载效应明显、体积大、重量大、可靠性差、适用范围小、成本高、抑制度低、集成度低、并存在着泄漏。

想要达到的技术效果：满足滤波器的良好工作性能和工作原理的特定要求，从而设计出一种介质波导滤波器滤，它具有负载效应不明显、体积小、重量轻、可靠性好、适用范围广、成本低、表面无泄漏，通带内无能量损耗等优点。

现在，在射频、微波电路中比较常选用的是lc滤波器、同轴线滤波器、微带线滤波器、ltcc滤波器。

lc滤波器：利用电感、电容和电阻的组合设计构成的滤波电路，可消除某一次或多次谐波。它具有结构简单，成本低廉，运行可靠性较高，运行费用较低等优点。但是它只能滤除某频率范围内的谐波，受系统阻抗影响严重，存在谐波放大和共振的危险，谐振点偏移，效果降低，可能因为超载而损坏受负载大小影响。

同轴线滤波器：外导体内直径统一，内导体外直径呈阶梯变化的结构。这种结构组装简单，且批量生产时样品性能一致性良好，插入损耗小，阻带宽，功率容量大等优点。但其体积大，实物测试结果与设计仿真结果存在严重的频率偏移现象

微带线滤波器：利用开路并联短截线或是短路串联短截线来代替集总元器件的电容或是电感来实现滤波功能。这种滤波器设计简单，具有高性能，尺寸小，易于集成与加工但它的带宽窄适用范围小，并且有泄漏。

ltcc滤波器：结合了后膜技术和共烧技术的优点。每层电路单独设计减少修复过程，集成了数字、模拟、射频、微波以及内埋置无源器件等多种电路技术，降低了装配的复杂程度，减少插入损耗，减少了封装后的重量。但存在性能不稳定，设计周期长，成本高。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种可改善远端抑制的低通电路，这种电路的原型与传统的低通电路一致，它是介于电路板的两个接地层之间的印制导线，它是一条置于两层导电平面之间的电介质中间的铜带线，通过改变这根铜带线的弯折程度，弯折后的线间距和电路板的材质形成不同参数的电感电容，实现低通滤波，因此它能与介质波导滤波器集成，不占面积，稳定性高，体积小，重量轻，集成后的滤波器性能优良，插入损耗小，抑制度高，可以抑制到6倍的截止频率，不存在泄露并且成本低廉。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本申请实施例公开一种可改善远端抑制的低通电路，包含至少一根带状线形成的本体，所述本体至少包含一个输入端与一个输出端，所述本体包含电感与电容，所述电感与电容组合形成所述低通电路。

相应的还公开了一种印制电路板，包含上述的低通电路，所述低通电路内置于所述印制电路板中。

优选的，在上述的印制电路板中，所述带状线置于所述印制电路板的两层导电平面内。

优选的，在上述的印制电路板中，所述带状线通过改变厚度形成电感。

优选的，在上述的印制电路板中，所述带状线通过弯折形成电容。

优选的，在上述的印制电路板中，所述带状线的材质为铜。

优选的，在上述的印制电路板中，所述印制电路板包括铜层、电介质层与绿油层。

更优选的，在上述的印制电路板中，所述带状线置于所述电介质层中。

还公开了一种介质波导滤波器，包含上述的印制电路板。

与现有技术相比，本发明的优点在于：通过优化低通电路中的电感和电容，可以减弱输入输出端口对介质波导的高次谐振模式的耦合幅度，使二次谐波位置会往更远处推移，并降低2次谐波的幅度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1所示为本发明实施例中一款2.5阶的可改善远端抑制低通电路；

图2所示为本发明实施例中低通电路集成于印制电路板内部的多个实施例；

图3所示为印制电路板内不集成带状线低通电路的传统介质波导滤波器的仿真曲线图；

图4所示为采用本发明带状线低通电路集成印制电路板内部的改善远端抑制介质波导滤波器的仿真曲线图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参考图1所示，可改善远端抑制的低通电路，包括由带状线铜带线制成的本体1，置于印制电路板内。

本体1包含5个电感10、11、12、13、14，2个电容21、22和输入端2，输出端3。

更加具体的，5个电感10、11、12、13、14，2个电容21、22内置于印制电路板的2个导电层中的电介质内，其中2个电容21、22接地，输入端2和输出端3外接一个焊盘，用来连接普通的介质波导滤波器。

更加具体的，通过调整铜带线厚度，形成不同强度的电感，来改变电流大小，从而改变通过铜带线的信号频率。通过调整铜带线弯折后的正对面积，弯折后铜带线的距离，改变电容的大小。通过改变印制电路板材质，改变电容的大小。

更加具体的，输入信号通过由铜带线形成的电感，由于电感通低频阻高频，输入信号经过电感过滤掉大部分的高频信号，并将信号向下传递。

更加具体的，将由铜带线经过翻折弯曲形成的电容接地，经上一个电感过滤后，还会有少量的高频信号通过，高频信号传输到电容。由于电容通高频阻低频并且电容接地，因此高频信号能通过电容并被过滤，低频信号不能通过电容，不被电容过滤，因此起到低通滤波的作用。

应当说明的是，所述本体结构形式多样，除图1实施例中所描述的结构外，还包括图2所示的类似图1的结构形式。通过改变印制电路板内的铜带线位置、形状或阶数来实现该技术效果的方法，都属于本申请的范围。

进一步地，带状线的材料优选为铜。以铜为材料制成的带状线能进行良好的信号传输，铜带线的厚度和宽度、介质的介电常数以及两层导电平面间的距离是可控的，因此铜带线的特性阻抗也是可控的。因为它具有体积小、重量轻、频带宽、q值高、工艺简单、成本低廉等优点，因此铜作为带状线常用的材料。

常规技术手段中介质波导滤波器采用传统的印制电路板工艺，将介质波导滤波器的输入输出端口与印制电路板的微带连接，并在其末端焊接同轴连接器形成输入输出端口，下面采用两种方案在同一限定条件下作对比：相同外形体积、相同介质材料、相同的外部屏蔽效果，调试指标一致。

参图3所示，为常规印制电路板焊接同轴连接器形成输入输出端口的介质波导滤波器的测试曲线图，可以从图中看出如下指标：

中心频率：2595mhz；设置带宽：2515-2675mhz

远端2950mhz后的远端抑制不够明显，损耗不够大，不能有效的抑制高频信号传输。

参图4所示，为将铜带线制成低通电路内置于印制电路板内的介质波导滤波器的测试曲线图，可以从图中看出如下指标：

中心频率：2595mhz；设置带宽：2515-2675mhz

远端3610mhz后的远端抑制较为明显，损耗较大，能有效的抑制高频信号传输。

通过以上两种方案测试所得的数据对比，采用由铜带线所制的低通电路内置印制电路板的介质波导滤波器可以提高远端抑制，二次谐波位置会往更远处推移且抑制效果加强，上述实例主要体现在2950mhz-8500mhz的带外抑制指标。

且经过试验，介质波导滤波器的电路印制板中的，由铜带线制成的低通电路的阶数越高，抑制度越好。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。