三通带滤波器的制造方法
【专利摘要】本发明公开的一种应用于通信领域的三通带滤波器包括设有接地通孔的介质基片、位于介质基片上表面的主线路和位于介质基片下表面的金属地层，主线路由两个呈轴对称分布的四分之一波长阶梯阻抗谐振器级连而成，两个四分之一波长阶梯阻抗谐振器通过接地通孔连接，两个四分之一波长阶梯阻抗谐振器上分别连接输入/输出馈线，每个阶梯阻抗谐振器包括三条首尾相接的传输线，位于中间的传输线的中间段上加载有开路传输线。该三通带滤波器具有中心频率及带宽易于控制、频率选择性高、带间隔力度高、体积小型等特点。
【专利说明】三通带滤波器【技术领域】
[0001]本发明属于微波通信【技术领域】，具体涉及一种平面微带结构的紧凑型三通带滤波器。
【背景技术】
[0002]随着多频带、多标准无线通信系统的快速发展，对多频带带通滤波器频率的高选择性及小型化提出更高的要求。
[0003]实现三频带信号的筛选，传统的方法是采用三个单通带滤波器分别实现对每一通带信号的筛选，这种方法的特点简单可行，但集成度不够，无法满足无线通信小体积、轻量化的发展要求。因此设计一种能够有效集成的“高选择性、小型化”三通带滤波器是当前一个重要课题。
[0004]三通带滤波器的实现方式有很多种，目前比较常见的结构及其相应的特点如下:
(I)由两组或三组谐振器并联实现三通带滤波器结构，采用公共的输入输出端口，每组谐振器产生一个通带或两个通带，这种滤波器结构的不足在于其复杂、体积大；(2)通过在单通带或双通带滤波器中引入传输零点实现三通带滤波器，但该滤波器同样存在结构复杂的问题且设计难度较大。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服现有技术中的上述问题，提供一种结构简单、便于加工且频率选择性好、隔离度高的平面微带紧凑型三通带滤波器。
[0006]为解决上述技术问题，`本发明采用以下技术方案:
[0007]—种平面微带紧凑型三通带滤波器，包括设有接地通孔的介质基片、位于介质基片上表面的主线路和位于介质基片下表面的金属地层，所述主线路由两个呈轴对称分布的四分之一波长阶梯阻抗谐振器级连而成，两个四分之一波长阶梯阻抗谐振器通过接地通孔连接，两个四分之一波长阶梯阻抗谐振器上分别连接输入/输出馈线，其特征在于:每个阶梯阻抗谐振器包括三条首尾相接的传输线，位于中间的传输线的中间段上加载有开路传输线。
[0008]进一步地，所述开路传输线为螺旋线结构。
[0009]进一步地，所述阶梯阻抗谐振器中位于端部且未与接地通孔相连的传输线为螺旋线结构。
[0010]进一步地，所述输入/输出馈线均为特性阻抗为50欧姆的微带线。
[0011]进一步地，所述输入/输出馈线为抽头结构。
[0012]与现有技术相比，本发明提出的平面微带紧凑型三通带滤波器的有益效果如下:
[0013]首先，本发明的平面微带紧凑型三通带滤波器通过在级连的两个四分之一波长阶梯阻抗谐振器分别加载开路传输线实现，在确定四分之一波长阶梯阻抗谐振器后，通过控制加载开路线的长度及加载位置可以对通带的中心频率和带宽进行有效控制；[0014]其次，在本发明的平面微带紧凑型三通带滤波器中，两个阶梯阻抗谐振器的传输线之间形成电磁耦合、接地通孔为两个阶梯阻抗谐振器间通过磁耦合，实践证明，该结构可以在滤波器通带的两侧附近可以产生六个传输零点，使滤波器具有较高的频率选择特性和隔离性；
[0015]再次，本发明的平面微带紧凑型三通带滤波器为平面结构，电路结构紧凑，通过将开路传输线和阶梯阻抗谐振器的部分传输线设计为螺旋线结构，进一步提高了空间利用率、减小了电路尺寸；
[0016]最后，本发明的平面微带紧凑型三通带滤波器结构简单，易于加工。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明的平面微带紧凑型三通带滤波器的结构示意图；
[0018]图2为实施例中的平面微带紧凑型三通带滤波器的频率响应曲线。
【具体实施方式】
[0019]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0020]如图1所示，本实施例中的平面微带紧凑型三通带滤波器包括设有接地通孔11的介质基片1、位于介质基片I上表面的主线路和位于介质基片下表面的金属地层3。主线路由两个呈轴对称分布的四分之一波长阶梯阻抗谐振器21、21丨级连而成，两个阶梯阻抗谐振器21和21'通过接地通孔11连接并实现接地。阶梯阻抗谐振器21包括三条首尾相接的传输线211、212和213 ;阶梯阻抗谐振器21丨包括三条首尾相接的传输线211丨、212丨和213'，其中，传输线212和212 '之间及213与213 '之间形成电磁耦合，接地通孔11提供磁耦合，通过调整阶梯阻抗谐振器21和21 ’间的电磁耦合强度可以有效的控制滤波器带宽，同时通过调整电磁耦合中电耦合和磁耦合比可以有效控制滤波器带外传输零点。位于阶梯阻抗谐振器21、21 '中间的传输线212和212 '的中间段上加载有开路传输线4和4丨，通过加载开路传输线4、4可以有效的将四分之一波长阶梯阻抗谐振器21或21 '的高次谐振模向低频率端移动。两个级连的阶梯阻抗谐振器21和21 '与开路传输线4、4 ; 一起构成本实施例的三通带滤波器，该三通带滤波器可以实现三个不同频段信号的筛选，使得同一射频前端可以支持不同频率的多个通信制式的工作。
[0021]为了进一步提高空间利用率、减小电路尺寸，进而减小滤波器尺寸，这里的开路传输线4、4'和传输线213、213'均采用螺旋线结构。
[0022]两个四分之一波长阶梯阻抗谐振器21、21 '上分别连接输入/输出馈线5、5 '，本实施例中的输入/输出馈线5、5丨均采用抽头结构，且均为特性阻抗为50欧姆的微带线。
[0023]图2所示为本实施例中的平面微带紧凑型三通带滤波器的频率响应曲线，图中的曲线S11为信号端口反射的特性曲线，曲线S21为信号的传输特性曲线，由图可见，第一通带的中心频率是1.92GHz，其3dB带宽为6.4%，满足GSM系统的要求，插入损耗为0.9dB,回波损耗大于17.5dB，该通带在1.66GHz和2.65GHz处产生两个传输零点Tz1Jz2 ;第二通带的中心频率是3.50GHz，其3dB带宽为4.0%，满足WIMAX系统的要求，插入损耗为1.8dB,回波损耗大于15.5dB,该通带在3.07GHz和3.96GHz处产生两个传输零点Tz3、Tz4 ;第三通带的中心频率是5.75GHz，其3dB带宽为2.4%，满足WLAN(5.7GHz)系统的要求，插入损耗为
1.9dB,回波损耗大于19.5dB,该通带在5.40GHz和6.17GHz处产生两个传输零点Tz5、Tz6。传输零点TZl、Tz2, Tz3、Tz4, Tz5, Tz6极大的提高了滤波器的频率选择性，同时传输零点Tz2和Tz3提高了第一通带和第二通带间的隔离度，传输零点Tz4和Tz5提高了第二通带和第三通带间的隔离度。
[0024]本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。
【权利要求】
1.一种三通带滤波器，包括设有接地通孔的介质基片、位于介质基片上表面的主线路和位于介质基片下表面的金属地层，所述主线路由两个呈轴对称分布的四分之一波长阶梯阻抗谐振器级连而成，两个四分之一波长阶梯阻抗谐振器通过接地通孔连接，两个四分之一波长阶梯阻抗谐振器上分别连接输入/输出馈线，其特征在于:每个阶梯阻抗谐振器包括三条首尾相接的传输线，位于中间的传输线的中间段上加载有开路传输线。
2.根据权利要求1所述的三通带滤波器，其特征在于:所述开路传输线为螺旋结构。
3.根据权利要求1所述的三通带滤波器，其特征在于:所述阶梯阻抗谐振器中位于端部且未与接地通孔相连的传输线为螺旋结构。
4.根据权利要求1所述的三通带滤波器，其特征在于:所述输入/输出馈线均为特性阻抗为50欧姆的微带线。
5.根据权利要求1或4所述的三通带滤波器，其特征在于:所述输入/输出馈线为抽头结构。
【文档编号】H01P1/203GK103490127SQ201310428908
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月18日 优先权日:2013年9月18日
【发明者】尉旭波, 乐国韬, 袁双林, 廖家轩, 徐自强, 汪澎, 金龙, 田忠, 石玉 申请人:电子科技大学