一种微带环形发夹带通滤波器的制作方法

本发明涉及微波工程技术领域，具体涉及一种新型的微带环形发夹带通滤波器。

背景技术：

微波带通滤波器是微波工程中重要的微波器件之一，在系统中常以二端口网络形式出现，并完成一个基本的功能，即允许通带内频段的微波信号传输，阻止阻带频段微波信号传输。这种频率的分离和组合，也是大多数微波系统设计的中心问题。一般情况下，射频电路设计中滤波器都使用无源电路来实现。

随着现代通信技术的飞速发展，人们需求特定的频段进行移动通信，所以频率的选择特别重要，恰恰滤波器能够满足频率选择性的要求。现代通信便携式的元器件成为发展的主流结构，小型化是现代设计的必然要求，其中带通滤波器设计是系统设计的一个不可或缺的部分，带通滤波器结构小型化对系统的小型化起到非常有效地作用。

带通滤波器类型有很多，常见的有平行耦合线型、交指型、梳状线型、椭圆函数型和发夹型等。平行耦合线型由于各平行耦合节在一个方向上级联，故尺寸较大；梳状线型和交指型则需要过孔接地，在高频情况下就会不可避免的引入误差；椭圆函数滤波器的设计过程比较复杂，较难实现。

图1为常用的发夹型带通滤波器电路，发夹型带通滤波器两端都有t型结抽头线，其抽头线到谐振器中间位置的距离为中心频率的四分之一波长。发夹型带通滤波器的耦合谐振器数目一般为奇数，u型谐振器开口方向通常为一上一下交替分布，即每隔一个谐振器开口方向是一样的，每个谐振器的长度和宽度上可以各不相同，谐振器开口和尺寸大小且都以最中间的谐振器的中心线镜像对称分布。该发夹型带通滤波器通过适当的耦合拓扑结构实现u形结构谐振器耦合，一方面它是半波长耦合微带线形成的一种改良型u形结构，由相邻的u形结构谐振器相互耦合构成，另外发夹型带通滤波器结构比较紧凑，易于集成设计，较为简单，成本低，尺寸算是较小；另一方面，其耦合线终端开路，无需过孔接地，具有更好的电性能。

虽然这种发夹型带通滤波器具有上述的诸多优点，但是这种滤波器的u形谐振器在同一方向上是耦合级联的，呈一字形排开，随着带外抑制要求提高，势必谐振器节数会在横向方向上增加，造成尺寸越来越大，在要求更小型化微带电路中会不被采纳使用。

技术实现要素：

本发明提出一种微带环形发夹型带通滤波器，通过t型抽头式高通滤波技术及扇形半波长耦合谐振技术，实现了滤波器的环形半波长耦合谐振，解决了现有技术结构不够紧凑、设计空间较大的技术问题。

本发明的一种微带环形发夹型带通滤波器，包括绕一圆心呈环形排列的相同的多个谐振器，每个所述谐振器均包括两段直线段和连接在两段直线段尾部的连接段，所述两段直线段的头部形成朝向圆心的开口，相邻所述谐振器之间通过耦合缝隙实现耦合；沿通过圆心的某一中心线相对设置的两个谐振器上，分别通过t形结抽头连接有输入端口和输出端口。

作为优选，所述谐振器的长度均为中心频率导波的半波长。

作为优选，所述输入端口为50欧姆输入端口，所述输出端口为50欧姆输出端口。

作为优选，所述多个谐振器呈圆环形排列，每个谐振器的两段直线段和一段连接段构成非闭合的扇形环。

作为优选，所述多个谐振器呈方环形排列，每个谐振器的两段直线段和一段连接段构成非闭合的三角形环。

作为优选，所述谐振器的数量为偶数个。耦合阶数以偶数为好，如四阶、六阶或以上，偶数阶数的微带环形发夹型带通滤波器，可以保证以滤波器两个端口形成的中心线为基准，中心线上下的谐振器数目是一样的。

作为优选，所述谐振器的数量为奇数个。耦合阶数为奇数时，以滤波器两个端口形成的中心线为基准，中心线上下的谐振器数目虽然不同，但同样也能用于通带内频段的微波信号传输。

本发明的微带环形发夹型带通滤波器，在以往发夹型带通滤波器的基础上，将原来的u形半波长耦合谐振器改为非闭合的扇形环或三角形环的半波长耦合谐振器，相应的滤波器结构也由原来的横向一字排开的直线型变为了圆环形或方环形结构，通过采用环形结构，随着耦合节数的增加，构成滤波器的谐振器只是在圆周方向上增多，相当于对圆环形进行n等分，单个扇形谐振器的扇形角变小，而滤波器整体在横向尺寸上变化不大，整个微带环形发夹带通滤波器尺寸更小更紧凑，大大节省了滤波器的设计空间，更适合于小型化微带电路的设计。

本发明的微带环形发夹带通滤波器，插入损耗较低，带外抑制较高，可以将适用频率范围提高至毫米波频段，适用于小型化微带电路设计结构，同时，本发明还具有结构紧凑美观，设计简单，生产成本低，无需打孔设计等优点。

附图说明

图1为现有技术的常用的发夹带通滤波器电路结构示意图；

图2为本发明的微带环形发夹带通滤波器的第一种具体实施方式示意图；

图3为本发明的微带环形发夹带通滤波器的第二种具体实施方式示意图；

图4为本发明的微带环形发夹带通滤波器的第三种具体实施方式示意图；

图5为本发明的微带环形发夹带通滤波器的第四种具体实施方式示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

如图2所示，本实施例的微带环形发夹型带通滤波器，包括绕一圆心o呈环形排列的相同的四个谐振器1，本实施例中的四个谐振器1呈圆环形排列，每个谐振器1的两段直线段a、b和一段连接段c构成非闭合的扇形环，四个扇形环组成四等分圆，每个谐振器1构成的扇形环的扇形角均为90°。

每个谐振器1均包括两段直线段a、b和连接在两段直线段a、b尾部的连接段c，所述两段直线段a、b的头部形成朝向圆心o的开口，相邻所述谐振器1之间通过耦合缝隙2实现耦合；沿通过圆心o的某一中心线d相对设置的两个谐振器1上，分别通过t形结抽头3连接有输入端口4和输出端口5。

本实施例的微带环形发夹型带通滤波器即为圆环形四阶耦合带通滤波器。耦合缝隙2的大小决定了本实施例的微带环形发夹型带通滤波器的通带带宽大小，耦合缝隙2宽，则四个谐振器1之间的耦合方式为窄耦合或松耦合，通带带宽变窄；反之，则四个谐振器1之间的耦合方式为宽耦合或紧耦合，通带带宽变宽。t型结抽头3的长度和宽度决定了本实施例的端口驻波大小。

本实施例中的四个谐振器的长度均为中心频率导波的半波长，能够更有效的传输通带内频段的微波信号。本领域技术人员可以根据中心频率导波的半波长，通过仿真软件仿真优化，计算得出谐振器1的长度和耦合缝隙2的宽度。

为了在大多数微波电路系统中正常使用，本实施例中的输入端口4采用50欧姆微带线，输出端口5采用50欧姆微带线。当然，本领域技术人员可以根据不同系统的特殊要求，将输入端口4和输出端口5修改为75欧姆微带线等。

实施例2：

如图:3所示，本实施例的微带环形发夹型带通滤波器，与实施例1的区别在于，本实施例中的绕一圆心o呈环形排列的相同的谐振器1的数量为六个，本实施例中的六个谐振器1呈圆环形排列，每个谐振器1的两段直线段a、b和一段连接段c构成非闭合的扇形环，六个扇形环组成六等分圆，每个谐振器1构成的扇形环的扇形角均为60°。

实施例3：

如图4所示，本实施例的微带环形发夹型带通滤波器，与实施例1的区别在于，本实施例中的本实施例中的四个谐振器1呈方环形排列，每个谐振器1的两段直线段a、b和一段连接段c构成非闭合的三角形环，四个三角形环组成四等分的正四边形，每个谐振器1的两段直线段a、b之间的角度为90°。

实施例4：

如图5所示，本实施例的微带环形发夹型带通滤波器，与实施例1的区别在于，本实施例中的绕一圆心o呈环形排列的相同的谐振器1包括六个，本实施例中的六个谐振器1呈方环形排列，每个谐振器1的两段直线段a、b和一段连接段c构成非闭合的三角形环，六个三角形环组成六等分的正六边形，每个谐振器1的两段直线段a、b之间的角度为60°。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，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，均应视为包含在本发明的保护范围之内。