一种高共模抑制双模宽带平衡微带滤波器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种高共模抑制双模宽带平衡微带滤波器，其采用微带线结构，形成于介质基板上。所述微带平衡滤波器包括结构相同且对称的第一滤波器和第二滤波器，其中第一滤波器包括终端短路且在中间位置加载第一短路枝节的第一谐振器，第二滤波器包括终端短路且在中间位置加载第二短路枝节的第二谐振器，第一谐振器和第二谐振器的终端在对称面上相连接。第一滤波器和第二滤波器的馈线采用两个平行耦合的微带线，并在其开路终端相互靠近处添加微带线谐振器来增强源-负载耦合。本发明所述平衡滤波器具有结构简单，通带内具有高共模抑制等特点。
【专利说明】一种高共模抑制双模宽带平衡微带滤波器
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线通信【技术领域】，尤其涉及一种高共模抑制双模宽带平衡微带滤波器。
【背景技术】
[0002]在现代无线通信系统中，平衡器件受到了越来越多的关注，因为平衡器件可以有效抑制环境噪声和系统内部的噪声。平衡滤波器作为无线通信系统的必不可少的器件，在近些年得到了广泛的研究。平衡滤波器在差模信号激励下具有滤波作用，且可以有效抑制环境和系统内部产生的噪声，因而广泛应用于现代无线通信电路。共模信号会降低其信噪t匕，所以在平衡电路设计中，要尽可能增强对共模信号的抑制水平。
[0003]现有的平衡滤波器设计主要针对窄带系统，这是因为很难做到在很宽的频带内抑制共模信号，且平衡滤波器往往具有很复杂的结构。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是针对【背景技术】的缺陷，提供一种结构简单、具有高共模抑制特性的双模宽带平衡微带滤波器。
[0005]本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案:
一种高共模抑制双模宽带平衡微带滤波器，包括结构相同、相互对称的第一滤波器和第二滤波器；
所述第一滤波器包含第一馈线模块和第一双模谐振器，所述第一双模谐振器对称的两个终端均短路，且所述第一馈线模块和第一双模谐振器耦合；
所述第二滤波器包含第二馈线模块和第二双模谐振器，所述第二双模谐振器对称的两个终端均短路，且所述第二馈线模块和第二双模谐振器耦合；
所述第一双模谐振器和第二双模谐振器相互对称且在对称面上连接，所述第一馈线模块和第二馈线模块相互对称。
[0006]作为本发明一种高共模抑制双模宽带平衡微带滤波器进一步的优化方案，所述第一馈线模块包括第一馈线、第二馈线、第一微带枝节、第二微带枝节和第三谐振器，所述第一双模谐振器包含第一短路枝节和第一谐振器；
所述第一短路枝节加载在所述第一谐振器的中间位置；
所述第一谐振器呈U型，且两个终端均短路；
所述第一馈线的一端与所述第一微带枝节垂直相连，所述第二馈线的一端与所述第二微带枝节垂直相连，所述第一馈线的另一端和所述第二馈线的另一端组成一对输入/输出端口 ；
所述第一微带枝节、第二微带枝节分别和U型第一谐振器的底边耦合；
所述第一微带枝节和第二微带枝节在对称轴形成源-负载耦合，所述第三谐振器分别和第一微带枝节、第二微带枝节耦合； 所述第二馈线模块包括第三馈线、第四馈线、第三微带枝节、第四微带枝节和第四谐振器，所述第二双模谐振器包含第二短路枝节和第二谐振器；
所述第二短路枝节加载在所述第二谐振器的中间位置；
所述第二谐振器呈U字型，且两个终端均短路；
所述第三馈线的一端与所述第三微带枝节垂直相连，所述第四馈线的一端与所述第四微带枝节垂直相连，所述第三馈线的另一端和所述第四馈线的另一端组成一对输入/输出端口 ；
所述第三微带枝节、第四微带枝节分别和第二谐振器的U型底边耦合；
所述第三微带枝节和第四微带枝节在对称轴形成源-负载耦合，所述第四谐振器分别和第三微带枝节和第四微带枝节耦合；
所述第一馈线和第三馈线对称，第二馈线和第四馈线对称；
所述第一微带枝节和第三微带枝节对称，第二微带枝节和第四微带枝节对称；
所述第一谐振器和第二谐振器对称、且在对称面上连接成“ 口 ”字结构，所述第三谐振器和第四谐振器对称；
所述第一短路枝节和第二短路枝节对称。
[0007]本发明中，宽带平衡微带滤波器在差模信号的激励下，第一谐振器和第二谐振器的终端均为短路，第一、二谐振器为二分之一波长谐振器，其等效为一个单端的宽带滤波器；在共模信号的激励下，第一谐振器和第二谐振器的终端均为开路，第一、二谐振器为一个波长谐振器，其谐振频率远离期望的差模信号通带，在差模信号的带内共模信号几乎不能传播，这样就达到了高共模抑制的效果。
[0008]本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果:
电路结构简单，差模信号内具有很高的共模抑制特性，通带频率选择性高。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本发明微带平衡滤波器的印刷电路板切面示意图；
图2为本发明微带平衡滤波器的结构示意图；
图3为本发明微带平衡滤波器差模信号激励下的等效电路图；
图4为本发明微带平衡滤波器差模信号激励下双模谐振器的奇偶模等效电路；
图5为本发明微带平衡滤波器共模信号激励下的等效电路图；
图6为本发明微带平衡滤波器共模信号激励下双模谐振器的奇偶模等效电路；
图7为本发明微带平衡滤波器的散射参数仿真与测试结果；
图8为本发明微带平衡滤波器的群时延测试结果。
[0010]图中:A1、第一馈线；A2、第二馈线；A3、第一微带枝节；A4、第二微带枝节；A5、第一谐振器；A6、第一短路枝节；A7、第三谐振器；B1、第三馈线；B2、第四馈线；B3、第三微带枝节；B4、第四微带枝节；B5、第二谐振器；B6、第二短路枝节；B7、第四谐振器；S1、介质基板；S2、上层金属；S3、下层金属；Pinl、输入端口 ；Pin2、输入端口 ；Pwtl、输入端口 ；Ρ_2、输出端口。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明:本发明中输入和输出端口均采用SMA接头焊接，以便接入测试或者与其他电路相连。
[0012]图1为本发明所采用的介质基板，其相对介电常数为2.2，厚度为0.508mm，损耗角正切为0.0009。当然也可以选择其他规格的介质板。在介质基片SI的上下表面分别包覆有上金属层S2和下金属层S3，其中本发明所述双通带滤波器形成于上金属层S2，下金属层S3作为接地面。
[0013]如图2所示，本发明公开了一种高共模抑制双模宽带平衡微带滤波器，其形成于介质基板，包括第一滤波器和第二滤波器。
[0014]第一滤波器包括第一馈线Al、第二馈线A2、第一微带枝节A3、第二微带枝节A4、第三谐振器A7和中间位置加载了第一短路枝节A6的第一谐振器A5，第一谐振器A5呈U型，且两个终端均短路，第一微带枝节A3和第二微带枝节A4分别与第一馈线Al和第二馈线A2的一端垂直相连，第一馈线Al和第二馈线A2的另一端作为滤波器的输入/输出端口(Pinl/P0Uti);第一微带枝节A3、第二微带枝节A4分别和第一谐振器A5的U型底边稱合,第一微带枝节A3和第二微带枝节A4在靠近处形成源-负载耦合，第三谐振器A7位于源-负载耦合区域下方，加强耦合。
[0015]第二滤波器包括第三馈线B1、第四馈线B2、第三微带枝节B3、第四微带枝节B4、第四谐振器B7和中间位置加载了第二短路枝节B6的第二谐振器B5，第二谐振器B5呈U型，且两个终端均短路，第三微带枝节B3和第四微带枝节B4分别与第三馈线BI和第四馈线B2的一端垂直相连，第三馈线BI和第四馈线B2的另一端作为滤波器的输入/输出端口(Pin2/Ρ_2)，第三微带枝节B3、第四微带枝节B4分别和第二谐振器B5的U型底边耦合，第三微带枝节Β3和第四微带枝节Β4在靠近处形成源-负载耦合，第四谐振器位于源-负载耦合区域的上方，加强耦合。
[0016]第一滤波器的电路结构以AX表示，第二滤波器的电路结构以BX表示，第一滤波器和第二滤波器结构相同且对称,具体表现为标号为AX的结构与标号为BX的结构对称；第一短路枝节Α6加载于第一谐振器Α5的中间位置，构成结构对称的双模谐振器，其奇偶模在主路径上的抵消效应可以在通带下边缘产生一个传输零点，第一谐振器Α5的两个终端均为短路，其长度约为通带中心频率对应波长的二分之一；同理于第二短路枝节和第二谐振器。
[0017]如图3所示，本发明一种高共模抑制双模宽带平衡微带滤波器在差模信号激励下的等效电路结构，此时第一谐振器和第二谐振器在相连接处为短路，这样就等效为一个单端滤波器，以第一滤波器为例说明不失一般性。此时第一谐振器Α5为终端短路的二分之一波长谐振器，其中间位置加载了第一短路枝节Α6，其奇偶模等效电路如图4所示，在通带内有两个谐振频率，即奇模谐振频率和偶模谐振频率，形成了双模宽带滤波器。
[0018]如图5所示，本发明一种高共模抑制双模宽带平衡微带滤波器在共模信号激励下的等效电路结构，仍以第一滤波器为例说明，不失一般性。此时第一谐振器Α5在对称面上的两个终端开路，第一谐振器Α5为一个波长的谐振器，其谐振频率远离期望的差模信号通带，其奇偶模等效电路如图6所示。
[0019]如图7所示，本发明一种高共模抑制双模宽带平衡微带滤波器的散射参数仿真与实测结果。其中Sddll表示差模信号激励下的回波损耗，Sdd21为差模信号激励下的传输系数，Scc21为共模信号激励下的传输系数。所述平衡微带滤波器中心频率为4.3GHz，其3dB相对带宽为28%，从图中可以看到仿真和实测结果吻合良好。在差模信号通带内共模信号均在-40dB以下，具有很高的共模抑制效果。
[0020]图8为所述宽带平衡微带滤波器的群时延测试结果。群时延是描述宽带或者超宽带滤波器对于信号的延迟特性的参数。从图中可以看出，在差模信号通带内，群时延在
0.7ns到1.0ns的区间内变化，上下浮动很小，群时延具有很平坦的特性。
[0021]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种高共模抑制双模宽带平衡微带滤波器，其特征在于，包括结构相同、相互对称的第一滤波器和第二滤波器； 所述第一滤波器包含第一馈线模块和第一双模谐振器，所述第一双模谐振器对称的两个终端均短路，且所述第一馈线模块和第一双模谐振器耦合； 所述第二滤波器包含第二馈线模块和第二双模谐振器，所述第二双模谐振器对称的两个终端均短路，且所述第二馈线模块和第二双模谐振器耦合； 所述第一双模谐振器和第二双模谐振器相互对称且在对称面上连接，所述第一馈线模块和第二馈线模块相互对称。
2.根据权利要求1所述的高共模抑制双模宽带平衡微带滤波器，其特征在于，所述第一馈线模块包括第一馈线、第二馈线、第一微带枝节、第二微带枝节和第三谐振器，所述第一双模谐振器包含第一短路枝节和第一谐振器； 所述第一短路枝节加载在所述第一谐振器的中间位置； 所述第一谐振器呈U型，且两个终端均短路； 所述第一馈线的一端与所述第一微带枝节垂直相连，所述第二馈线的一端与所述第二微带枝节垂直相连，所述第一馈线的另一端和所述第二馈线的另一端组成一对输入/输出端口 ； 所述第一微带枝节、第二微带枝节分别和U型第一谐振器的底边耦合； 所述第一微带枝节和第二微带枝节在对称轴形成源-负载耦合，所述第三谐振器分别和第一微带枝节、第二微带枝节耦合； 所述第二馈线模块包括第三馈线、第四馈线、第三微带枝节、第四微带枝节和第四谐振器，所述第二双模谐振器包含第二短路枝节和第二谐振器； 所述第二短路枝节加载在所述第二谐振器的中间位置； 所述第二谐振器呈U字型，且两个终端均短路； 所述第三馈线的一端与所述第三微带枝节垂直相连，所述第四馈线的一端与所述第四微带枝节垂直相连，所述第三馈线的另一端和所述第四馈线的另一端组成一对输入/输出端口 ； 所述第三微带枝节、第四微带枝节分别和第二谐振器的U型底边耦合； 所述第三微带枝节和第四微带枝节在对称轴形成源-负载耦合，所述第四谐振器分别和第三微带枝节和第四微带枝节耦合； 所述第一馈线和第三馈线对称，第二馈线和第四馈线对称； 所述第一微带枝节和第三微带枝节对称，第二微带枝节和第四微带枝节对称； 所述第一谐振器和第二谐振器对称、且在对称面上连接成“ 口 ”字结构，所述第三谐振器和第四谐振器对称； 所述第一短路枝节和第二短路枝节对称。
【文档编号】H01P1/203GK103985927SQ201410194020
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月9日 优先权日:2014年5月9日
【发明者】邓宏伟, 赵永久, 贺莹, 王洪李 申请人:南京航空航天大学