本发明涉及一种带通滤波器,特别是一种宽上阻带的窄带带通滤波器。
背景技术:
近年来无线通信发展迅猛,微波和集成电路系统应用广泛,微带滤波器作为其中的一种重要的元器件,被广泛用于分离不同频率的微波信号。它的主要作用是抑制不需要的信号,使其不能通过,而让有用的信号通过。在微波电路系统中,滤波器的性能对电路的性能指标有很大的影响,可以说滤波器的优劣直接决定了产品的优劣,因此如何设计出一个具有高性能的滤波器,对设计微波电路系统具有很重要的意义。
目前实现小型化滤波器主要通过使用强耦合的谐振单元,然而这些滤波器在实现小型化的同时牺牲了其他性能,比如上阻带带宽窄、阻带抑制差以及矩形系数差。
由上可知,现有常规的微带滤波器面积太大,即使实现了小型化,滤波器的性能也会下降,不利于实际的工程应用,增大了成本。
技术实现要素:
本发明目的在于提供一种宽上阻带的窄带带通滤波器,解决传统微带带通滤波器上阻带带宽窄、阻带抑制差以及矩形系数差的问题。
针对上述技术问题,本发明提出一种宽上阻带的窄带带通滤波器,所述滤波器包括一个带有耦合微带线的t形输入端,一个带有耦合微带线的t形输出端,第一u形谐振器、第二u形谐振器,一个带有耦合微带线的h形连接线以及第一金属化孔、第二金属化孔;t形输入端用于馈入电磁波信号,t形输出端用于馈出电磁波信号;所述t形输入端和第一u形谐振器通过第一间隙耦合,所述第一u形谐振器和h形连接线通过第二间隙耦合,所述h形连接线和第二u形谐振器通过第三间隙耦合,所述第二u形谐振器和t形输出端通过第四间隙耦合,所述第一u形谐振器的底部通过第一金属化孔接地,所述第二u形谐振器的底部通过第二金属化孔接地。
本发明的滤波器的两个u形谐振器长度均为其共振波长的二分之一,输入端耦合线、输出端耦合线以及连接线耦合线的中心被放置于谐振器枝节长度1:2处,因此第一个寄生通带出现在5倍基带频率处,上阻带内存在两个传输零点。这样就展宽了上阻带的带宽,改善了滤波器的矩形系数。此外,通过不同耦合路径下的抵消作用,在下阻带也引入了一个传输零点,改善了下阻带的特性。
本发明的有益效果是使微带窄带带通滤波器不仅所占面积小,且上阻带带宽较宽、阻带抑制高,并具有很好的矩形系数。因此性能优良,易于集成,可广泛应用于微波和集成电路中。
附图说明
图1为本发明的宽上阻带的窄带带通滤波器的正面示意图;
图2为本发明的宽上阻带的窄带带通滤波器的背面示意图;
图3为本发明的宽上阻带的窄带带通滤波器的传输参数图。
1.t形输入端2.第一u形谐振器3.h形连接线4.第二u形谐振器5.t形输出端6.第一金属化孔7.第二金属化孔8.第一耦合缝隙9.第二耦合缝隙10.第三耦合缝隙11.第四耦合缝隙
具体实施方式
以下结合图1-3对本发明的具体实施方式进行详细说明。
图1所示为本发明一种宽上阻带的窄带带通滤波器的正面示意图。t形输入端1和第一u形谐振器2通过间隙(8)耦合,第一u形谐振器2和h形连接线3通过间隙9耦合,h形连接线3和第二u形谐振器4通过间隙10耦合,第二u形谐振器4和t形输出端5通过间隙11耦合,第一u形谐振器2的底部通过第一金属化孔6接地,第二u形谐振器4的底部通过第二金属化孔7接地。t形输入端1以及t形输出端5为带通滤波器的50欧姆阻抗匹配。
本发明的滤波器的两个u形谐振器长度均为其共振波长的二分之一,输入端耦合线、输出端耦合线以及连接线耦合线的中心被放置于谐振器枝节长度1:2处,因此第一个寄生通带出现在5倍基带频率处,上阻带内存在两个传输零点。这样就展宽了上阻带的带宽,改善了滤波器的矩形系数。此外,通过不同耦合路径下的抵消作用,在下阻带也引入了一个传输零点,改善了下阻带的特性。
本发明具体实施方式如下:
本实施例将宽上阻带的窄带带通滤波器设置在厚0.338mm的rogers4350b介质基板上,本实施例由一个带有耦合微带线的t形输入端1,一个带有耦合微带线的t形输出端5,第一u形谐振器2、第二u形谐振器4,一个带有耦合微带线的h形连接线3以及第一金属化孔6、第二金属化孔7组成。
t形输入端1用于馈入电磁波信号,t形输出端5用于馈出电磁波信号。t形输入端1以及t形输出端5为带通滤波器的50欧姆阻抗匹配。
t形输入端1和第一u形谐振器2通过第一间隙8耦合,第一u形谐振器2和h形连接线3通过第二间隙9耦合,h形连接线3和第二u形谐振器4通过第三间隙10耦合,第二u形谐振器4和t形输出端5通过第四间隙11耦合,第一u形谐振器2的底部通过第一金属化孔6接地,第二u形谐振器4的底部通过第二金属化孔7接地。
在本实施方式中,第一u形谐振器2与第二u形谐振器4的长度均为其共振波长的二分之一,宽度为0.5mm;t形输入端1的输入端和t形输出端5的输出端为系统阻抗,其宽度为0.74mm,其长度可在设计时自由选取,耦合微带线的宽度为0.1mm;h形连接线中部微带线长为4.5mm,宽为0.2mm;耦合间隙的宽度为o.1mm,金属化孔的直径为0.8mm。
本实施方式中,如图3所示,该带通滤波器的1db带宽为150mhz(1.98ghz-2.13ghz),抑制小于-40db的下阻带带宽为1.8ghz(dc-1.8ghz),上阻带带宽为6.7ghz(2.3ghz-9ghz)。
综上,本发明可以实现不仅所占面积小,且上阻带带宽较宽、阻带抑制高,并具有很好的矩形系数的窄带带通滤波器。