专利名称：低插损宽阻带紧凑微带谐振单元低通滤波器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种低通滤波器，可应用于混频系统的中频滤波器，该滤波器能够有 效的滤除本振及射频信号的谐波以及杂散信号。
背景技术：
随着电子技术的发展，在雷达、微波、通信等应用系统中多频率工作越来越普 遍，对分隔频率的要求也相应提高，需要使用大量的高性能滤波器。因此滤波器在微 波及毫米波电路中有着广泛的应用。在低频段的应用中，集总参数滤波器有着良好的
表现，但是随着频率升高到微波频段以上，集总参数元件(电容、电感)的Q值急剧 下降，造成滤波器的插入损耗太大，这时就必须用分布参数元件来代替集总参数元件， 但是分布参数元件滤波器的尺寸一般较大，因此有必要减小微波毫米波电路滤波器的 尺寸。
目前，紧凑微带谐振单元(CMRC)低通滤波器以其结构紧凑而受到了越来越多的 关注。但是，现有的CMRC低通滤波器在低通频带的插入损耗较高或者阻带相对带宽太 窄，在对滤波要求较高的一些应用系统中(如混频系统)，无法满足其要求。
发明内容
技术问题为了克服现有的CMRC低通滤波器插入损耗较高，阻带相对带宽较 窄等不足，本发明提供了一种低插损宽阻带紧凑微带谐振单元低通滤波器。该滤波器
在0-2GHz低通频带的最插入损耗仅为0.37dB,另外低于-10dB的阻带频率范围为 3-18.2GHz(143%)，低于-20dB的阻带频率范围为3.7-16.3GHz (126%)，可以对带外谐 波及杂散信号进行有效的抑制。
技术方案本发明的低插损宽阻带紧凑微带谐振单元低通滤波器，包括介质板 和位于介质板上的微带馈电端口、微带馈线、低阻开路短截线、交叉十字微带线以及 渐变梯形谐振单元，其特征在于该微带谐振单元呈左右和上下对称结构，上下两个 渐变梯形谐振单元由中间的交叉十字微带线相连接，其中，交叉十字微带线左边的部分通过低阻开路短截线接微带馈线，微带馈线的外端为微带馈电端口；经过左右两个 低阻开路短截线对上下两个渐变梯形谐振单元特性进行调谐，最终通过微带馈电端口 实现与外界的连接。
渐变梯形谐振单元呈现三级阶梯状，可有效增加低通滤波器相对阻带带宽。其用 途是作为混频器后的中频滤波器，对于4.8GHz的本振信号，能够有效滤除本振信 号及其三次谐波信号。
本发明采用新型的紧凑微带谐振单元，在加工工艺允许的范围内，可以通过减小 十字交叉微带线的宽度来减小通带内的插入损耗。另外，在一定的范围内调节渐变梯 形贴片宽度来获得较大的阻带相对宽度。在选定十字交叉微带线以及梯形贴片的宽度 后，继续调节中间交叉微带线的长度可获的所需的低通频率范围。通过商用3D仿真软 件HFSS的帮助，可以在所需的频率范围内实现良好的低通特性，以及实现对带外可观 的抑制效果。
有益效果:本发明的透点是在减小低通频带插入损耗的同时，达到展宽低通滤 波器相对阻带带宽的目的。另外由于该低通滤波器的尺寸很小，易于与与微波单片集 成电路(固ICs)及其它有源电路集成，结构简单。
下面结合附图，对本发明做出详细描述
图l是本发明的低通滤波器的3维整体效果图。
图2是本发明的低通滤波器的平面结构图。
图3是该滤波器的S参数仿真及测试结果。 以上的图中有介质板l、微带馈电端口2、微带馈线3、低阻开路短截线4、交叉十字 微带线5、渐变梯形谐振单元6;纵向十字微带线线长度L、渐变梯形谐振单元长度L2、 横向十字微带线线长度L:i、横向十字微带线线宽度W,、纵向十字微带线线宽度W2、渐变 梯形谐振单元宽度W:,、低阻开路短截线宽W4。
具体实施例方式
本发明的低插损宽阻带紧凑微带谐振单元低通滤波器包括介质板1和位于介质板 1上的微带馈电端口 2、微带馈线3、低阻开路短截线4、交叉十字微带线5以及渐变 梯形谐振单元6，其特征在于该微带谐振单元呈左右和上下对称结构，上下两个渐变梯形谐振单元6由中间的交叉十字微带线5相连接，其中，交叉十字微带线5左边 的部分通过低阻开路短截线4接微带馈线3，微带馈线3的外端为微带馈电端口 2; 经过左右两个低阻开路短截线4对上下两个渐变梯形谐振单元6特性进行调谐，最终 通过微带馈电端口 2实现与外界的连接。
在图2中，渐变梯形贴片呈电容特性，而谐振频率/。=1/^,增大渐变贴片的 长度L2可以增加该微带部分的单位长度分布电容，另外与边沿微带缝隙的减小同时增 大了边沿耦合电容，从而导致其等效电容的增加，进而降低其谐振频率，减小低通频 率范围，我们从中选择合适的L2来获得较宽的相对阻带带宽。中间十字交叉微带线可 以等效为电感，增大交叉微带线的长度(L和W2)导致其等效电感的增加，低通频率范 围的调节主要通过交叉微带线的长度来实现。选择合适的十字微带线宽度W,和L,，可 以降低带内插入损耗。另外，两个开路短截线可以提高该滤波器的带外抑制情况。两 端的微带线为馈电端口，与50Q特征阻抗的SMA接头相接。
参见图3CMRC低通滤波器S参数特性曲线，仿真与实测结果基本一致。在0到2GHz 低通频率范围内的最大插入损耗仅为O. 37dB，低于-10dB的阻带频率范围为 3GHz-18. 2GHz,低于一20dB的阻带频率范围为3. 7GHz-16. 3GHz,可见该低通滤波器具 有良好的低通及阻带抑制作用。
权利要求
1.一种低插损宽阻带紧凑微带谐振单元低通滤波器，包括介质板(1)和位于介质板(1)上的微带馈电端口(2)、微带馈线(3)、低阻开路短截线(4)、交叉十字微带线(5)以及渐变梯形谐振单元(6)，其特征在于该微带谐振单元呈左右和上下对称结构，上下两个渐变梯形谐振单元(6)由中间的交叉十字微带线(5)相连接，其中，交叉十字微带线(5)左边的部分通过低阻开路短截线(4)接微带馈线(3)，微带馈线(3)的外端为微带馈电端口(2)；经过左右两个低阻开路短截线(4)对上下两个渐变梯形谐振单元(6)特性进行调谐，最终通过微带馈电端口(2)实现与外界的连接。
2. 根据权利要求1所述的低插损宽阻带紧凑微带谐振单元低通滤波器，其特 征在于渐变梯形谐振单元(6)呈现三级阶梯状，可有效增加低通滤波器相对阻带 带宽。
全文摘要
低插损宽阻带紧凑微带谐振单元低通滤波器包括介质板(1)和位于介质板(1)上的微带馈电端口(2)、微带馈线(3)、低阻开路短截线(4)、交叉十字微带线(5)以及渐变梯形谐振单元(6)，该微带谐振单元呈左右和上下对称结构，上下两个渐变梯形谐振单元(6)由中间的交叉十字微带线(5)相连接，其中，交叉十字微带线(5)左边的部分通过低阻开路短截线(4)接微带馈线(3)，微带馈线(3)的外端为微带馈电端口(2)；经过左右两个低阻开路短截线(4)对上下两个渐变梯形谐振单元(6)特性进行调谐，最终通过微带馈电端口(2)实现与外界的连接。该滤波器具有良好的低通及阻带衰减特性。所设计的CMRC金属贴片部分的面积很小，具有体积小、易于集成等优点。
文档编号H01P1/203GK101662057SQ200910035380
公开日2010年3月3日 申请日期2009年9月23日 优先权日2009年9月23日
发明者张红影, 徐金平 申请人:东南大学