一种带状线带阻滤波器的设计方法与流程

1.本发明涉及带状线带阻滤波器领域，具体涉及一种带状线带阻滤波器的设计方法。


背景技术：

2.现有带阻滤波器的设计方法包括以下步骤：
3.(1)查询三阶最大平滑归一化原型低通滤波器的元件参数表，得到归一化低通滤波器电路；
4.(2)用1/4波长的开路、短路的串联和并联微带线替换归一化低通滤波器电路中的电感器和电容器；
5.(3)插入传输线长度为1/4波长的单位元件，利用黑田规则将串联传输线线段变换为并联传输线线段；
6.(4)对单位元件进行反归一化，计算各传输线长度；
7.(5)通过hfss进行实际层数的带状线仿真，根据实际设计需求调整。
8.步骤(5)中的实际设计需求调整具体指：根据需要设计的阻带中心频率，由并联基型带阻滤波器的准确设计公式以及马刺线基本单元特性来设计一个三阶的对称带状线带阻滤波器，通过调整该三阶的对称带状线带阻滤波器中马刺线基本单元的奇偶模阻抗，得到不同的带阻宽度。
9.通过以上设计方法得到带阻滤波器。不过以该方法设计的带阻滤波器的谐振器长度近似为1/4波长的带状线，当谐振频率较低的时候，器件体积过于庞大；
10.由于从低通原型向带阻进行变换，并且各器件参数均固定在中心频率上，所以只适合窄带设计，不能适应宽带带阻的设计要求，设计的局限性较大。


技术实现要素：

11.鉴于背景技术的不足，本发明提供了一种带状线带阻滤波器的设计方法。本发明提供了如下技术方案：
12.一种带状线带阻滤波器的设计方法，设有：带状线带阻滤波器，带状线带阻滤波器包括马刺线基本单元，设计方法包括以下步骤：
13.将马刺线基本单元替换为马刺式sir阻带特性单元。
14.具体的，马刺线基本单元通过将马刺线基本单元中的1/4波长马刺线使用1/4波长的sir结构替代得到马刺式sir阻带特性单元。
15.具体的，马刺sir阻带特性单元包括开路支节，开路支节包括第一传输线、第二传输线，第一传输线的特性阻抗与第二传输线的特性阻抗不同。
16.一种应用该一种带状线带阻滤波器的设计方法的带阻滤波器，包括马刺式sir阻带特性单元，马刺式sir阻带特性单元包括1/4波长微带线，1/4波长微带线一端与耦合线连接，1/4波长微带线另一端为开路，1/4波长微带线包括第一传输线、第二传输线，第一传输
线的特性阻抗与第二传输线特性阻抗不同。
17.本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
18.1.通过将马刺线基本单元中的1/4波长马刺线使用1/4波长的sir结构替代，就可以采用调整阻抗比的方式减小谐振器的尺寸，以此使带阻滤波器小型化，同时sir结构的二次阻带远远超出3倍频的位置，能够获得较宽的上通带，适应宽带带阻的设计要求。
附图说明
19.本发明有如下附图：
20.图1为马刺式带阻滤波器的结构示意图；
21.图2为本发明的sir结构带阻滤波器的结构示意图；
22.图3为本发明中的马刺式sir阻带特性单元的结构示意图。
具体实施方式
23.下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
24.本实施方案中：
25.一种带状线带阻滤波器的设计方法，包括以下步骤：
26.(1)查询三阶最大平滑归一化原型低通滤波器的元件参数表，得到归一化低通滤波器电路；
27.(2)用1/4波长的开路、短路的串联和并联微带线替换归一化低通滤波器电路中的电感器和电容器；
28.(3)插入传输线长度为1/4波长的单位元件，利用黑田规则将串联传输线线段变换为并联传输线线段；
29.(4)对单位元件进行反归一化，计算各传输线长度；
30.(5)通过hfss进行实际层数的带状线仿真，根据需要设计的阻带中心频率，由并联基型带阻滤波器的准确设计公式以及马刺线基本单元特性来设计一个三阶的对称带状线带阻滤波器，通过调整该三阶的对称带状线带阻滤波器中马刺线基本单元的奇偶模阻抗，得到不同的带阻宽度。其中，可以得到如图1所示的马刺式带阻滤波器。
31.(6)将马刺线基本单元中的1/4波长马刺线使用1/4波长的sir结构替代得到马刺式sir阻带特性单元。其中，可以将如图1所示的马刺式带阻滤波器优化为如图2所示的sir结构带阻滤波器。
32.实施例一：根据以上设计方法，设计了一种用于抑制泄露4g噪声的带状线带阻滤波器，该一种用于抑制泄露4g噪声的带状线带阻滤波器由马刺式sir阻带特性单元构成，具体包括一对1/4波长微带线。其中一个1/4波长微带线由两个特性阻抗不同的传输线构成，且该1/4波长微带线一端与耦合线相连，另一端为开路。
33.由步骤(1)-(5)设计的带阻滤波器的阻带衰减在65db，带外附近的反射衰减32db，二次阻带出现在中心频率的3倍频之前为10.5ghz。应用步骤(1)-(6)设计的带阻滤波器的阻带绝对带宽为220mhz，阻带衰减在53db，带外附近反射衰减在19db。
34.实施例二：根据以上设计方法，设计了一种用于抑制泄露9g噪声的带状线带阻滤波器，该一种用于抑制泄露9g噪声的带状线带阻滤波器由马刺式sir阻带特性单元构成，具
体包括一对1/4波长微带线。其中一个1/4波长微带线由两个特性阻抗不同的传输线构成，且该1/4波长微带线一端与耦合线相连，另一端为开路。
35.由步骤(1)-(5)设计的带阻滤波器的阻带衰减在45db，带外附近的反射衰减22db，二次阻带出现在中心频率的3倍频之前为24ghz。应用步骤(1)-(6)设计的带阻滤波器的阻带绝对带宽为220mhz，阻带衰减在52db，带外附近反射衰减在19db。
36.应用该一种带状线带阻滤波器的设计方法的带阻滤波器的寄生阻带远远超过中心频率的三倍频，并且谐波抑制效果良好，结构紧凑，带内插损小。
37.本发明的工作原理及使用流程：
38.如图3所示，sir结构的谐振条件取决于其电长度θ1、θ2和阻抗比rz。特性阻抗为z1的部分的电长度为θ1，特性阻抗为z2的部分的电长度为θ2。
39.调节rz，可以改变谐振器的长度和相应的寄生杂散响应，即可以采用调整阻抗比的方式减小谐振器的尺寸
40.因为此时阻带带宽以及中心频率固定，那么可以直接求得开路支节中两段传输线的特性阻抗z1和z2。并且sir其他特性如下表述：z0/z2比值正相关归一化带宽；z1/z2比值决定阻带中心频率的位置，二次阻带位置正相关z1/z2。因为马刺式单元z1/z2＝1，二次阻带出现在阻带中心频率的3倍频处，所以sir结构的二次阻带远远超出3倍频的位置，从而获得宽的上通带。
41.上述依据本发明为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。


技术特征：
1.一种带状线带阻滤波器的设计方法，其特征在于，设有：带状线带阻滤波器，所述带状线带阻滤波器包括马刺线基本单元，所述设计方法包括以下步骤：将所述马刺线基本单元替换为马刺式sir阻带特性单元。2.根据权利要求1所述的一种带状线带阻滤波器的设计方法，其特征在于，所述马刺线基本单元通过将所述马刺线基本单元中的1/4波长马刺线使用1/4波长的sir结构替代得到马刺式sir阻带特性单元。3.根据权利要求1所述的一种带状线带阻滤波器的设计方法，其特征在于，所述马刺sir阻带特性单元包括开路支节，所述开路支节包括第一传输线、第二传输线，所述第一传输线的特性阻抗与所述第二传输线的特性阻抗不同。4.一种应用于权利要求1-3任一所述的一种带状线带阻滤波器的设计方法的带阻滤波器，其特征在于，包括所述马刺式sir阻带特性单元，所述马刺式sir阻带特性单元包括1/4波长微带线，所述1/4波长微带线一端与耦合线连接，所述1/4波长微带线另一端为开路，所述1/4波长微带线包括第一传输线、第二传输线，所述第一传输线的特性阻抗与所述第二传输线特性阻抗不同。

技术总结
本发明涉及带状线带阻滤波器领域，公开了一种带状线带阻滤波器的设计方法，设有：带状线带阻滤波器，带状线带阻滤波器包括马刺线基本单元，设计方法包括以下步骤：将马刺线基本单元替换为马刺式SIR阻带特性单元。马刺线基本单元通过将马刺线基本单元中的1/4波长马刺线使用1/4波长的SIR结构替代得到马刺式SIR阻带特性单元。马刺SIR阻带特性单元包括开路支节，开路支节包括第一传输线、第二传输线，第一传输线的特性阻抗与第二传输线的特性阻抗不同。解决了现有带阻滤波器，在谐振频率较低的时候，器件体积过于庞大以及只适合窄带设计，不能适应宽带带阻的设计要求，设计的局限性较大的问题。大的问题。大的问题。


技术研发人员：管国杰 陈海荣
受保护的技术使用者：无锡格跃科技有限公司
技术研发日：2021.12.10
技术公布日：2022/3/4