一种功率设备及其微带滤波器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种功率设备及其微带滤波器，该微带滤波器包括至少两个单元，每个单元均包括第二微带线、第三微带线、第一电容，其中第二微带线具有第一端和第二端，第一电容的一端连接于第二微带线的第二端，另一端接参考地；第三微带线的一端接第二微带线的第二端，另一端开路或接参考地；且相邻两个单元之间通过第一微带线对称连接，对称连接为：相邻两个单元的第二微带线的第一端通过第一微带线相连，或者相邻两个单元的第二微带线的第二端通过第一微带线相连。每个单元均还包括第二电容，第二电容的第一端接所述第二微带线的第一端，第二电容的第二端接参考地。实施本发明的技术方案，占用PCB板面积小、成本低、结构设计简单。
【专利说明】一种功率设备及其微带滤波器
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信领域，尤其涉及一种功率设备及其微带滤波器。
【背景技术】
[0002]在微波系统中滤波器是一种非常重要的器件。滤波器主要有LC滤波器和微带滤波器两类，其中，LC滤波器由大功率电感和电容构成，如图1所示，LC滤波器是现阶段使用最为广泛的一种滤波器结构；微带滤波器由微带线及微带短截线构成，如图2所示。
[0003]在现阶段，工作频率小于500MHz的大功率领域主要使用LC滤波器，其具有设计简单、体积小等特点。但是，电感由于受自身加工精度、焊接、受力形变等因素影响而导致一致性较差。而且，大功率电感一般成本较高，不利于提高产品竞争力。另外，LC滤波器中所用的大功率电感高度较高，大量磁力线没有闭合，受周围磁场环境影响较大，给屏蔽腔体及产品结构的设计带来了诸多困难。对于微带线滤波器，其很少用于工作频率低于500MHz的功率设备，主要是由于在频率低时，需要微带线长度很长，占用PCB板的面积非常大，不利于产品化。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述占用PCB板面积大、成本高、结构设计复杂的缺陷，提供一种占用PCB板面积小、成本低、结构设计简单的功率设备及其微带滤波器。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种微带滤波器，包括至少两个单元，
[0006]每个单元均包括第二微带线、第三微带线、第一电容，其中第二微带线具有第一端和第二端，所述第一电容的一端连接于所述第二微带线的第二端，另一端接参考地；所述第三微带线的一端接所述第二微带线的第二端，另一端开路或接参考地；且
[0007]相邻两个单元之间通过第一微带线对称连接，所述对称连接为:相邻两个单元的第二微带线的第一端通过所述第一微带线相连，或者相邻两个单元的第二微带线的第二端通过所述第一微带线相连。
[0008]在本发明所述的微带滤波器中，每个单元均还包括第二电容，所述第二电容的第一端接所述第二微带线的第一端，所述第二电容的第二端接参考地。
[0009]在本发明所述的微带滤波器中，每个单元均还包括第三电容，所述第三电容并联在所述第二微带线的两端。
[0010]在本发明所述的微带滤波器中，每个单元均还包括第二电容和第三电容，而且，所述第二电容的第一端接所述第二微带线的第一端，所述第二电容的第二端接参考地，所述第三电容并联在所述第二微带线的两端。
[0011]在本发明所述的微带滤波器中，所述第三微带线的宽度小于所述第一微带线和所述第二微带线的宽度。[0012]本发明还构造一种功率设备，包括PCB板及设置在PCB板上的负载、滤波器，所述滤波器为上述的微带滤波器。
[0013]在本发明所述的功率设备中，所述PCB板为多层PCB板，而且，所述第一微带线和所述第二微带线设置在所述多层PCB板的第一层，所述第三微带线设置在所述多层PCB板
的第二层。
[0014]在本发明所述的功率设备中，所述第三微带线在所述PCB板上呈S形或盘香形排布。
[0015]在本发明所述的功率设备中，所述第一微带线和所述第二微带线的阻抗分别与所述负载的阻抗匹配。
[0016]实施本发明的微带滤波器，该微带滤波器包括至少两个单元，其中，每个单元均包括第二微带线、第三微带线、第一电容，其中，第二微带线具有第一端和第二端，第一电容的一端连接于第二微带线的第二端，另一端接参考地；第三微带线的一端接所述第二微带线的第二端，另一端开路或接参考地；相邻两个单元之间通过第一微带线对称连接。而且，在该微带滤波器中，第三微带线影响该微带滤波器通带的最低频率，在一定范围内，第三微带线长度越长，阻抗越高，该微带滤波器通带的最低频率也就越低。第一微带线影响该微带滤波器通带的最大带宽，在一定范围内，第一微带线越长，该微带滤波器通带的最大带宽越窄。第一电容影响该微带滤波器通带的最高频率，第一电容越大，该微带滤波器允许通过的最高频率也越小。由于该微带滤波器仅由微带线和电容构成，相比现有技术中的LC滤波器，微带线加工精度高，不存在焊接、形变的影响，产品的一致性高。而且，由于省去了成本较高的电感，相应降低了成本。同时，由于没有较高器件存在，空间需求小，屏蔽腔和产品结构的设计简单，有利于提高产品的质量。相比现有技术中的微带滤波器，由于加入了电容，可减少微带线的长度，从而节省占用PCB板的面积。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中:
[0018]图1是现有技术的一种滤波器的电路图；
[0019]图2是现有技术的另一种滤波器的电路图；
[0020]图3是本发明微带滤波器实施例一的电路图；
[0021]图4是本发明微带滤波器实施例二的电路图；
[0022]图5是本发明功率设备实施例一的部分示意图。
【具体实施方式】
[0023]图3是本发明微带滤波器实施例一的电路图，该微带滤波器包括相邻的两个单元
10、20，而且，该两个单元10、20之间通过第一微带线L 2对称连接。其中，单元10包括第二微带线L1、第三微带线L 4、第一电容C3，而且，第二微带线L I具有第一端和第二端，第一电容C3连接在第二微带线LI的第二端和参考地之间，第三微带线L4的一端接第二微带线LI的第二端，另一端开路。相应地，单元20包括第二微带线L3、第三微带线L 5、第一电容C4，而且，第二微带线L 3具有第一端和第二端，第一电容C4连接在第二微带线L3的第二端和参考地之间，第三微带线L5的第一端接第二微带线L3的第二端，另一端开路。而且，单元10和单元20之间通过第一微带线L 2对称连接为:单元10的第二微带线LI的第二端与单元20的第二微带线L3的第二端相连。在该实施例的微带滤波器中，第三微带线L4、L5影响该滤波器通带的最低频率，在一定范围内，第三微带线L4、L5长度越长，阻抗越高，最低频率也就越低。第一微带线L2影响该滤波器通带的最大带宽，在一定范围内，第一微带线L2越长，带宽越窄。第一电容C3、C4影响该滤波器通带的最高频率，第一电容C3、C4越大，允许通过的最高频率也越小。
[0024]在上述实施例中，微带滤波器由微带线和电容构成，相比现有技术中的LC滤波器，微带线加工精度高，不存在焊接、形变的影响，产品的一致性高。而且，由于省去了成本较高的电感，相应降低了成本。同时，由于没有较高器件存在，空间需求小，屏蔽腔和产品结构的设计简单，有利于提高产品的质量。相比现有技术中的微带滤波器，由于加入了电容，可减少微带线的长度，从而节省占用PCB板的面积。
[0025]最后需说明的是，虽然图中仅示出两个单元，但应理解，在本发明的其它实施例中，单元的数量还可大于两个，只要保证相邻的两个单元对称连接，即，相邻两个单元的第二微带线的第一端通过所述第一微带线相连，或者相邻两个单元的第二微带线的第二端通过所述第一微带线相连。。另外，每相邻两个单元间所连接的第一微带线的参数相同，每个单元中的相应器件的参数相同，例如每个单元中的第二微带线的参数均相同，每个单元中的第三微带线的参数均相同，每个单元中的第一电容的参数均相同。
[0026]图4是本发明微带滤波器实施例二的电路图，该实施例相比图3所示的实施例一，有以下不同:
[0027]在单元10、20中，第三微带线L4、L5均接参考地，这样有利于散热，具体原因为:如果不接参考地，热量只能通过介质层传输出去，接参考地则意味着可以与其它金属相连接(如散热器等)，而介质层的热导系数很小，金属的热导系数很大，因此，接地后散热效果
会好一些。
[0028]单元10还包括第二电容Cl，单元20还包括第二电容C6，而且，第二电容Cl的一端接第二微带线LI的第一端，第二电容Cl的第二端接参考地，第二电容C6的一端接第二微带线L3的第一端，第二电容C6的第二端接参考地。在该实施例中，第二电容Cl、C6起着调节输入反射系数(即回波损耗)及带外远端抑制的作用。
[0029]单元10还包括第三电容C2，单元20还包括第三电容C5，而且，第三电容C2并联在第二微带线LI的两端，第三电容C5并联在第二微带线L3的两端。在该实施例中，第三电容C2及第二微带线LI与第三电容C5及第二微带线L3共同构成带阻滤波器，可根据需要增加某一频段的抑制能力，例如，若第三电容与第二微带线并联电路的谐振点在二次谐波附近，则增加对二次谐波的抑制能力。
[0030]在单元10、20中，第三微带线L4、L5的宽度小于第一微带线L2和第二微带线L1、L3的宽度。这样可进一步节省PCB的占用空间，因为，第一微带线L2及第二微带线L1、L3是主信号通路，例如有60W的射频信号通过，线太细损耗太大，而第三微带线L4、L5主信号不会通过，只是起滤波的作用，所以其宽度可比第一微带线L2及第二微带线L1、L3的宽度
小一些。
[0031]图5是本发明功率设备实施例一的部分不意图,该功率设备包括PCB板(未不出)及设置在PCB板上的负载(未示出)和微带滤波器，该微带滤波器的电路结构可参照前文所述，而且，在该实施例中，第三微带线L4、L5在PCB板上呈S形排布，这样可节省占用PCB的空间。当然在其它实施例中，第三微带线L4、L5也可呈盘香形排布或按照其它不规则的方式排布，相应地，这样的排列方式同样适用于第一微带线L2和第二微带线L1、L3。在该实施例中，该滤波器的通带频率为400MHz-530MHz，阻带为800MHz-4GHz，用于抑制功率设备中功率放大器产生的谐波。如果第一微带线L2的宽度为80mil，长度为1250mil，第二微带线L1、L3的宽度为80mi I，长度为900mi I。第三微带线L4、L5的宽度为40mi I，长度为1300mi I，第一电容 C3、C4 选用 251R15S120JV4S，第二电容 C1、C6 选用 251R15S6R8CV4S，第三电容 C2、C5选用251R15S7R5CV4S。该实施例的微带滤波器在PCB板上的面积为16mm*27mm，可允许50W功率持续通过。以上只是本发明的一个例子，在实际应用中，第一微带线L2、第二微带线L1、L3的最小宽度由需要通过功率来决定，如果功率较小，比如1W，则IOmil的宽度就足够；如果功率比较大，比如50W，则至少需要60mil。第二微带线L1、L3的长度从占用PCB面积考虑越小越好，其长度尽可能短，但不得低于需要抑制信号的最低波长的1/12。比如需要抑制信号频率的是600MHz，介电常数为4.6，则其长度不得低于900mil。第一微带线L2的长度则根据需要的通带宽度而定，L2越长，通带宽度越窄，通带输入反射系数会更好一些。
[0032]优选地，如果PCB板为多层PCB板，则第三微带线L4、L5可与第一微带线L2、第二微带线L1、L3设置在PCB板的不同层。例如，第一微带线L2和第二微带线L1、L3设置在多层PCB板的第一层，第三微带线L4、L5设置在多层PCB板的第二层。将第一微带线L2和第二微带线L1、L3设置在第一层是因为其连接有较多的电容器件(例如，第一电容C3、C4、第二电容C1、C6等)，这样便于电容器件与微带线的连接，如果将第一微带线L2和第二微带线L1、L3设置在第二层则需要借助过孔，性能会有所下降。而且，由于微带线的阻抗和其与参考地的距离有关，而第一微带线L2和第二微带线L1、L3 一般为50ohm的特性阻抗，将其放在第一层可距离参考地(例如设置在PCB板的第六层)较远，线宽会较宽一些，可以允许通过的功率会更大一些。而将第三微带线L4、L5设置在多层PCB板的第二层是由于其不需要与太多电容器件相连接，而且，其没有固定的阻抗要求。另外，在多层PCB板的第二层可保证第三微带线上下表面介质一样，相速度一致，由于介质的压合作用，不必担心铜皮因受热浮起。
[0033]优选地，第一微带线L2和第二微带线L1、L3的阻抗分别与负载的阻抗匹配，调试简单，且能使该滤波器允许通过的功率会更大一些。
[0034]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
【权利要求】
1.一种微带滤波器，其特征在于，包括至少两个单元，其中， 每个单元均包括第二微带线、第三微带线、第一电容，其中第二微带线具有第一端和第二端，所述第一电容的一端连接于所述第二微带线的第二端，另一端接参考地；所述第三微带线的一端接所述第二微带线的第二端，另一端开路或接参考地；且 相邻两个单元之间通过第一微带线对称连接，所述对称连接为:相邻两个单元的第二微带线的第一端通过所述第一微带线相连，或者相邻两个单元的第二微带线的第二端通过所述第一微带线相连。
2.根据权利要求1所述的微带滤波器，其特征在于，每个单元均还包括第二电容，所述第二电容的第一端接所述第二微带线的第一端，所述第二电容的第二端接参考地。
3.根据权利要求1所述的微带滤波器，其特征在于，每个单元均还包括第三电容，所述第三电容并联在所述第二微带线的两端。
4.根据权利要求1所述的微带滤波器，其特征在于，每个单元均还包括第二电容和第三电容，而且，所述第二电容的第一端接所述第二微带线的第一端，所述第二电容的第二端接参考地，所述第三电容并联在所述第二微带线的两端。
5.根据权利要求1所述的微带滤波器，其特征在于，所述第三微带线的宽度小于所述第一微带线和所述第二微带线的宽度。
6.一种功率设备，包括PCB板及设置在PCB板上的负载、滤波器，其特征在于，所述滤波器为权利要求1-5任一项 所述的微带滤波器。
7.根据权利要求6所述的功率设备，其特征在于，所述PCB板为多层PCB板，而且，所述第一微带线和所述第二微带线设置在所述多层PCB板的第一层，所述第三微带线设置在所述多层PCB板的第二层。
8.根据权利要求6所述的功率设备，其特征在于，所述第三微带线在所述PCB板上呈S形或盘香形排布。
9.根据权利要求6所述的功率设备，其特征在于，所述第一微带线和所述第二微带线的阻抗分别与所述负载的阻抗匹配。
【文档编号】H01P1/203GK103606724SQ201310603200
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年11月25日 优先权日:2013年11月25日
【发明者】陈凌伟, 张静磊 申请人:海能达通信股份有限公司