X波段窄带带通滤波器的制作方法

文档序号:13673988阅读:155来源:国知局
技术领域本发明涉及无线通信领域的雷达系统,具体涉及一种X波段窄带带通滤波器。

背景技术:
在无线通信系统或雷达系统中,工作在相邻频段的其他系统会对本系统产生干扰,同时本系统的泄漏信号也会对其他系统产生干扰,甚至是在同一系统中,变频过程中产生的泄漏信号对有用信号也会有干扰,为了滤除这些干扰信号,需要使用高选择性的带通滤波器,这些滤波器使得系统对外界或内部杂波信号具有免疫能力。另外,尽可能减小单个器件的尺寸可以减小系统的尺寸,对于无源滤波器,小尺寸、低成本和高性能是未来的发展趋势。最近几年,具有高上边带抑制度、高频率选择性的X波段窄带带通滤波器被广泛研究。传统的具有高上边带抑制度、高频率选择性的X波段窄带带通滤波器是用多个单模微带传输线谐振单元交叉耦合或引入辐射枝节线等方案实现的,为达到高性能的指标要求就必须增加滤波器阶数,也就是需要用多个谐振单元,或引入多根辐射枝节线,这样就会使得滤波器尺寸较大,加工的难度也会相应增加,不利于系统的小型化设计。

技术实现要素:
针对现有技术中的上述不足,本发明提供的X波段窄带带通滤波器通过设置的多个传输零点改善滤波器的频率选择性,提升了上边带抑制度。为了达到上述发明目的,本发明采用的技术方案为:提供一种X波段窄带带通滤波器,其包括印制板和印制板上下表面设置的镀铜层;印制板上表面的镀铜层呈左右对称,其包括两个之间具有一间隙的二分之一波长的单模谐振器,两个单模谐振器正下方的中间设置有一双模谐振器和每个单模谐振器邻近印制板侧边的端部均设置有一条四分之一波长的馈线;当两个单模谐振器与双模谐振器产生耦合时,在两个单模谐振器之间形成交叉耦合,以在滤波器的通带附近形成多个传输零点。本发明的有益效果为:当两个单模谐振器与双模谐振器产生耦合时,在两个单模谐振器之间形成交叉耦合,以在滤波器的通带附近形成多个传输零点,多个传输零点的存在,可以极大程度的提高滤波器的选择性和抑制上边带谐波,从而使滤波器在具有窄带性能的同时拥有高上边带抑制度、高选择性。附图说明图1为X波段窄带带通滤波器的结构示意图。图2为X波段窄带带通滤波器的耦合拓扑结构图。图3为X波段窄带带通滤波器在窄带时的仿真结果和测试结果的曲线图。图4为X波段窄带带通滤波器在宽带时的仿真结果和测试结果的曲线图。其中,1、单模谐振器;2、馈线;3、双模谐振器;4、线路板。具体实施方式下面对本发明的具体实施方式进行描述,以便于本技术领域的技术人员理解本发明,但应该清楚,本发明不限于具体实施方式的范围,对本技术领域的普通技术人员来讲,只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内,这些变化是显而易见的,一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。参考图1,图1示出了X波段窄带带通滤波器的结构示意图;如图1所示,该X波段窄带带通滤波器包括印制板和印制板上下表面设置的镀铜层;使用时,其中的印制板的厚度为0.254mm,印制板上下表面设置的镀铜层的厚度均为0.018mm。再次参考图1,印制板上表面的镀铜层呈左右对称,其包括两个之间具有一间隙的二分之一波长的单模谐振器,两个单模谐振器正下方的中间设置有一双模谐振器和每个单模谐振器邻近印制板侧边的端部均设置有一条四分之一波长的馈线;当两个单模谐振器与双模谐振器产生耦合时,在两个单模谐振器之间形成交叉耦合,以在滤波器的通带附近形成多个传输零点,多个传输零点的存在,可以极大程度的提高滤波器的选择性和抑制上边带谐波,从而使滤波器在具有窄带性能的同时拥有高上边带抑制度、高选择性。其中的两个二分之一波长的单模谐振器实则为两个二分之一波长均匀阻抗谐振器(UIR);两条馈线均呈梯形,采用梯形过渡结构能够有效改善滤波器中的回波损耗。参考图2,图2示出了X波段窄带带通滤波器的耦合拓扑结构图;双模谐振器可以等效于一个全波长阻抗谐振器(优选为全波长阶跃阻抗谐振器)和一个半波长阻抗谐振器,如图2所示,其中的序号2为一个半波长阻抗谐振器(UIR),序号3为一个全波长阶跃阻抗谐振器(SIR),序号1和4分别为单模谐振器,S和L分别为两条馈线。这样,其中一个阻抗谐振器与两个单模谐振器在滤波器上边带产生一个传输零点(图2中的路径1-2-4-1产生的传输零点),另一个阻抗谐振器与两个单模谐振器在滤波器下边带产生一个传输零点(图2中的路径1-3-4-1产生的传输零点),两个等效的阻抗谐振器在滤波器上边带产生一个传输零点(图2中的路径2-3产生的传输节点)。两个单模谐振器均呈U形,两者之间的开口端相对设置;双模谐振器呈工字形。由于本方案的单模谐振器和双模谐振器的外形均采用弯曲折叠的样式,可以使本滤波器采用较少的谐振器,从而滤波器的尺寸可以大幅度地缩小,滤波器的长宽一般可以做到18.5mm×9.8mm。下面结合图3示出来的X波段窄带带通滤波器在窄带时的仿真结果和测试结果的曲线图和图4示出来的X波段窄带带通滤波器在宽带时的仿真结果和测试结果的曲线图对本方案设计的滤波器的各项性能指标进行说明,如表1所示:表1性能性能指标中心频率10.05GHz通带范围9.88GHz–10.22GHz相对带宽3.24%插入损耗3.8dB上边带抑制度>20dB10.3GHz–27GHz双边带选择性25dB梯度斜率值=1.67滤波器尺寸18.5mm×9.8mm图3和图4中的S11是回波损耗,S21是插入损耗,带通滤波器的性能由回波损耗和插入损耗共同决定;从表1可以得出,本方案设计的滤波器可以极大程度的提高滤波器的选择性和抑制上边带谐波,从而使滤波器在具有窄带性能的同时拥有高上边带抑制度、高选择性。
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