具有扩大相对带宽的宽带带通滤波器的制作方法

本实用新型涉及微波通信技术领域，尤其涉及一种具有扩大相对带宽的宽带带通滤波器。

背景技术：

滤波器作为射频前端的一种很重要器件，可以滤除带外噪声，提高电路系统的灵敏度。微带滤波器是用来分离不同频率微波信号的一种器件。它的主要作用是抑制不需要的信号，使其不能通过滤波器，只让需要的信号通过。在微波电路系统中，滤波器的性能对电路系统的性能指标有很大的影响。一般而言，滤波器对通带信号的选择性的性能是一个重要影响指标，而现有的滤波器对通带信号的选择性较差，导致影响整个通信系统的性能。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种具有扩大相对带宽的宽带带通滤波器，旨在解决现有技术中的通带信号选择性较差的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种具有扩大相对带宽的宽带带通滤波器，包括设置在介质板表面的两根第一微带线、两根第二微带线、两根第三微带线、两根第四微带线、两根第五微带线、两根第六微带线、两根第七微带线及两个信号传输端，其中：

所述两根第一微带线、两根第二微带线、两根第三微带线、两根第四微带线、两根第五微带线及两个信号传输端均与所述宽带带通滤波器的上下两条横向边框平行，所述两根第六微带线及两根第七微带线均与所述宽带带通滤波器的左右两条竖直边框平行；

每根第一微带线的一端与一根信号输出端连接，每根第一微带线的另一端与一根第二微带线的一端及一根第三微带线的一端连接，每根第四微带线设置于一根第二微带线及一根第三微带线之间形成的空隙中，每根第四微带线的一端与一根第五微带线的一端连接，该第五微带线的另一端与另一根第五微带线的一端连接，每根第六微带线一端垂直连接于两根第五微带线的连接位置，每跟第六微带线的另一端与一根第七微带线的一端连接；及

每根第二微带线与一根第三微带线及一根第四微带线形成三枝节耦合结构，每根第六微带线及一根第七微带线形成双枝节匹配开路负载。

优选的，所述具有扩大相对带宽的宽带带通滤波器包括两个双枝节匹配开路负载及两个三枝节耦合结构。

优选的，所述两个信号传输端分别用于信号的输入和信号的输出，其中，一个信号传输端作为信号输入端，另外一个信号传输端作为信号输出端。

优选的，所述第一微带线、第二微带线、第三微带线、第四微带线、第五微带线、第六微带线、第七微带线及信号传输端均为条形结构的金属铜片。

优选的，所述第一微带线的长度为10mm、宽度为1.66mm，所述第二微带线及第三微带线的长度均为14.5mm、宽度均为0.21mm，所述第四微带线的长度为14.5mm、宽度为0.12mm，所述第四微带线至第二微带线之间的最短距离为0.18mm，第四微带线至第三微带线之间的最短距离为0.18mm，所述第五微带线的长度为11.5mm、宽度为2.88mm，第六微带线的长度为L4＝12.9mm、宽度为0.38mm，第七微带线的长度为10.8mm、宽度为2.78mm，所述信号传输端的长度为10mm、宽度为1.66mm。

优选的，每个第一微带线的阻抗为50Ω，每个二、三、四微带线共同构成一个三枝节耦合结构，每个三枝节耦合结构的奇模特性阻抗为10Ω、偶模特性阻抗为8Ω、电长度为90度，每个第五微带线的阻抗为11Ω，每个第六微带线的阻抗为10Ω，每个第七微带线的阻抗为12Ω。

优选的，所述介质板是一种板厚为0.762mm、相对介电常数为3.66的PCB板。

相较于现有技术，本实用新型所述具有扩大相对带宽的宽带带通滤波器通过设计成两个双枝节匹配开路负载和两个三枝节耦合结构，可以在原本的微带线具有滤波性能的基础上，实现对通带信号具有高选择性，引入更少噪声，避免对射频前端造成干扰。

附图说明

图1是本实用新型具有扩大相对带宽的宽带带通滤波器优选实施例的结构示意图。

图2是本实用新型具有扩大相对带宽的宽带带通滤波器优选实施例的电路原理图。

图3是本实用新型具有扩大相对带宽的宽带带通滤波器通过电磁仿真软件仿真的S参数结果示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型做进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释，本实用新型并不局限于以下实施例。

参考图1至2所示，图1是本实用新型具有扩大相对带宽的宽带带通滤波器优选实施例的结构示意图；图2是本实用新型具有扩大相对带宽的宽带带通滤波器优选实施例的电路原理图。

在本实施例中，所述具有扩大相对带宽的宽带带通滤波器1包括设置在介质板100表面的两根第一微带线101、两根第二微带线102、两根第三微带线103、两根第四微带线104、两根第五微带线105、两根第六微带线106、两根第七微带线107及两个信号传输端P1。

所述具有扩大相对带宽的宽带带通滤波器1关于第一中心轴线(图1中的ab线)左右对称，并关于第二中心轴线(图1中的cd线)上下对称，所述第一中心轴线为所述宽带带通滤波器1的上下两条横向边框的中点的连线(即图1中的线a-b)，所述第二中心轴线为所述宽带带通滤波器1的左右两条纵向边框的中点的连线(即图1中的线c-d)，第一中心轴线与第二中心轴线相互垂直。在其它实施例中，所述具有扩大相对带宽的宽带带通滤波器1也可以不关于第一中心轴线及第二中心轴线对称。

进一步地，所述两根第一微带线101、两根第二微带线102、两根第三微带线103、两根第四微带线104、两根第五微带线105及两个信号传输端P1均与所述上下两条横向边框平行，所述两根第六微带线106及两根第七微带线107均与所述宽带带通滤波器1的左右两条竖直边框平行。

需要说明的是，所述第一中心轴线及第二中心轴线在所述具有扩大相对带宽的宽带带通滤波器1并不是金属构成的部件，而是为了生产或设计的时候，方便用户将所述宽带带通滤波器1上的元件(例如，两根第一微带线101、两根第二微带线102、两根第三微带线103、两根第四微带线104、两根第五微带线105、两根第六微带线106、两根第七微带线107及两个信号传输端P1)关于第一中心轴线左右对称并关于第二中心轴线上下对称。当所述宽带带通滤波器1工作时，所述中心轴线并不会参与信号过滤等任何操作。在本实施例中，所述第一中心轴线及第二中心轴线是为了方便描述宽带带通滤波器1的左右及上下对称结构。

每根第一微带线101的一端与一根信号输出端P1连接，每根第一微带线101的另一端与一根第二微带线102的一端及一根第三微带线103的一端连接，其中，第二微带线102及第三微带线103之间设置有空隙，每根第四微带线104设置于一根第二微带线102及一根第三微带线103之间形成的空隙中，该第四微带线104的一端与一根第五微带线105的一端连接，该第五微带线105的另一端与另一根第五微带线105的一端连接，每根第六微带线106一端垂直连接于两根第五微带线105的连接位置，每跟第六微带线106的另一端与一根第七微带线107的一端连接。其中，每根第二微带线102与一根第三微带线103及一根第四微带线104形成三枝节耦合结构30，每根第六微带线106及一根第七微带线107形成双枝节匹配开路负载20。从图1及图2可以看出，所述宽带带通滤波器1包括两个双枝节匹配开路负载20及两个三枝节耦合结构30。

所述介质板1为一种PCB板，具体的板材类型为Roger RO4350B，其中相对介电常数为3.66，板厚为0.762mm。

在本实施例中，第一微带线101、第二微带线102、第三微带线103、第四微带线104、第五微带线105、第六微带线106、第七微带线107及信号传输端P1均为条形结构的金属铜片。本实用新型所述具有扩大相对带宽的宽带带通滤波器相对于现有带通滤波器，通过改变微带线的长度和宽度，可以使本实用新型所述具有扩大相对带宽的宽带带通滤波器1在工作频段内达到很好的匹配效果。

本实施例中，所述宽带带通滤波器1的工作频带在1.99GHz-4.72GHz内，通过具体的实施例来说明设置在介质板1表面的第一微带线101、第二微带线102、第三微带线103、第四微带线104、第五微带线105、第六微带线106、第七微带线107及信号传输端P1的长度和宽度。

具体而言，如图1所示：

第一微带线101的长度为L＝10mm，第一微带线101的宽度为W＝1.66mm。

第二微带线102及第三微带线103的长度相同，均为L1＝14.5mm，第二微带线102及第三微带线的宽度相同，均为W1＝0.21mm。

第四微带线104的长度为L1＝14.5mm，第四微带线的宽度为W2＝0.12mm，第四微带线104至第二微带线102之间的最短距离为S1＝0.18mm，第四微带线104至第三微带线103之间的最短距离为S1＝0.18mm。

第五微带线105的长度为L3＝11.5mm，第五微带线105的宽度为W3＝2.88mm。

第六微带线106的长度为L4＝12.9mm，第六微带线106的宽度为W4＝0.38mm。

第七微带线107的长度为L5＝10.8mm，第七微带线107的宽度为W5＝2.78mm。

信号传输端P1的长度为L0＝10mm，信号传输端P1的宽度为W0＝1.66mm。

需要说明的是，设置在PCB板上的金属铜片厚度一般为um级，因此本实用新型并不对第一微带线101、第二微带线102、第三微带线103、第四微带线104、第五微带线105、第六微带线106、第七微带线107及信号传输端P1的长度和宽度的金属铜片厚度加以限制，并不影响本实用新型所述具有扩大相对带宽的宽带带通滤波器的特性。此外，两个信号传输端P1分别用于信号的输入和信号的输出，其中，一个信号传输端P1作为信号输入端，另外一个信号传输端P1作为信号输出端。进一步地，信号输入端可以是图1中左边的信号传输端P1，也可以是右边的信号传输端P1；信号输出端可以是图1中左边的信号传输端P1，也可以是右边的信号传输端P1。例如，若图1中左边的信号传输端P1作为信号输入端，则图1中右边的信号传输端P1作为信号输出端，信号从左边的信号传输端P1进入，从右边的信号传输端P1输出。若图1中左边的信号传输端P1作为信号输出端，则图1中右边的信号传输端P1作为信号输入端，信号从右边的信号传输端P1进入，从左边的信号传输端P1输出。

在本实施例中，每个第一微带线的阻抗为50Ω，每个二、三、四微带线共同构成一个三枝节耦合结构，每个三枝节耦合结构的奇模特性阻抗为10Ω、偶模特性阻抗为8Ω、电长度为90度，每个第五微带线的阻抗为11Ω，每个第六微带线的阻抗为10Ω，每个第七微带线的阻抗为12Ω。

本实用新型所述的具有扩大相对带宽的宽带带通滤波器通过设计成两个双枝节匹配开路负载20和两个耦合结构22，可以实现在特定工作频带内，使得原本的微带线具有滤波性能，对通带信号具有高选择性，引入更少噪声，避免对射频前端造成干扰。

参考图3所示，图3是本实用新型具有扩大相对带宽的宽带带通滤波器通过电磁仿真软件仿真的S参数结果示意图。

从图3可以看出，所述具有扩大相对带宽的宽带带通滤波器1在工作频带1.99GHz-4.72GHz(图3中|S11|曲线纵坐标-10dB对应的频率范围)，有81.37％[(4.72-1.99)/(0.5*(4.72+1.99))]的具有相对带宽的宽带带通滤波器，也就是说，采用本实用新型的结构会有更宽的具有相对带宽的宽带带通滤波器。同时，在工作频带的频率为1.28GHz时，反射系数(即图3中的|S11|)可以达到-67dB，在工作频带的频率为6.5GHz时，传输系数(即图3中的|S21|)为-95dB，从图3中可以看出，所述宽带带通滤波器1的通带信号具有高选择性。由此可知，本实用新型的具有扩大相对带宽的宽带带通滤波器能够对通带信号具有高选择性，及更宽的具有相对带宽的宽带带通滤波器，引入更少噪声，避免对射频前端造成干扰。需要说明的是，即便两根第一微带线101、两根第二微带线102、两根第三微带线103、两根第四微带线104、两根第五微带线105、两根第六微带线106、两根第七微带线107及两个信号传输端P1不关于第一中心轴线及第二中心轴线对称，也能实现图3中的效果，介质板100的长度及宽度并不影响宽带带通滤波器1的效果。

本实用新型所述具有扩大相对带宽的宽带带通滤波器包括两个双枝节匹配开路负载20和两个三枝节耦合结构30，使得原本的微带线具有滤波性能的基础上具有较高的带通选择性。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。