基于嵌入型四分之一波长谐振器的小型化三频带通滤波器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种滤波器，特别是一种基于嵌入型四分之一波长谐振器的小型化三频带通滤波器。
【背景技术】
[0002]近年来，多频段多业务无线通信系统飞速发展，作为无线通信系统射频前端电路中的关键器件，满足应用需要的多频段滤波器的设计成为研究热点。小型化、多通带、高选择性、高隔离度的滤波器有着极为迫切的需求。
[0003]文献I (Advanced triple - band bandpass filter using tr1- sect1n SIR, IETElectron.Lett.vol.44, n0.4, pp.295 - 296, Feb.2008)公开了一种用三节阶梯阻抗线来实现三频带通的滤波器，该滤波器的结构简单，尺寸较小，但是它的各个谐振频率相互影响，各通带不可以独立控制，而且各通带选择性较差，通带间隔离度不高；文献2 (Compactdual - mode triple - band bandpass filters using three pairs of degenerate modesin a ring resonator, IEEE Trans.Microw.Theory Tech., vol.59,n0.5,pp.1222 -1229, May 2011)公开了一种利用一个环形谐振器的消逝模实现三频带通的滤波器，该滤波器结构简单，只用一个环形谐振器实现三个通带，但是该滤波器的各通带不能单独控制，而且各通带带内频率响应与带外选择性较差，通带间隔离度不高，阻带有陷波特性导致阻带抑制不高；文献 3 (Compact tr1- band bandpass filter based on resonators with U - foldedcoupled - line, IEEE Microw.Wireless Compon.Lett., vol.23, n0.5, pp.258 - 260, May2013)公开了一种多组谐振器级联的三频带通滤波器，每一组谐振器产生一个通带，该滤波器的各通带可以通过调节各级联谐振器来独立控制，但是体积较大。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种电路尺寸小、可靠性高的基于嵌入型四分之一波长谐振器的小型化三频带通滤波器。
[0005]实现本发明目的的技术方案为:一种基于嵌入型四分之一波长谐振器的小型化三频带通滤波器，包括第一嵌入型四分之一波长谐振器、第二嵌入型四分之一波长谐振器、设置在第一嵌入型四分之一波长谐振器和第二嵌入型四分之一波长谐振器之间的金属化通孔V、第一开口环谐振器、第二开口环谐振器、第一 0°抽头馈电线和第二 0°抽头馈电线；
[0006]所述第一嵌入型四分之一波长谐振器和第二嵌入型四分之一波长谐振器结构相同且关于三频带通滤波器中心线对称，所述第一开口环谐振器和第二开口环谐振器结构相同且关于三频带通滤波器中心线对称；所述第一开口环谐振器为弯折成环状的阶梯阻抗线，设置在第一嵌入型四分之一波长谐振器的外侧并且在金属化通孔V—侧留有开口，第一开口环谐振器和第二开口环谐振器之间留有间隙；第一 0°抽头馈电线和第二 0°抽头馈电线分别设置在第一开口环谐振器和第二开口环谐振器的两端，关于金属化通孔V对称；所述第一嵌入型四分之一波长谐振器、第二嵌入型四分之一波长谐振器、第一开口环谐振器、第二开口环谐振器、第一 0°抽头馈电线和第二 0°抽头馈电线均设置在同一平面上；金属化通孔V接地。
[0007]本发明与现有技术相比，其显著优点是:(1)本发明采用嵌入型四分之一波长谐振器和开口环谐振器级联的结构，各个通带的中心频率可以通过改变相对应的谐振器来独立控制，应用范围广；(2)本发明通过磁耦合与电耦合之间的相互抵消效应，以及采用0°抽头线馈电结构，产生了七个传输零点，极大地提高了滤波器的选择性和通带间隔离度；
(3)本发明采用微带线结构，电路体积小，重量轻，易于加工；(4)本发明利用微带线加工工艺的大批量生产的一致性，可实现高成品率和低成本。
[0008]下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
【附图说明】
[0009]图1是本发明基于嵌入型四分之一波长谐振器的小型化三频带通滤波器的结构图。
[0010]图2是本发明实施例的带尺寸的结构示意图。
[0011]图3是本发明实施例的各通带外部品质因数Qe随50欧姆馈电线抽头位置It以及金属化通孔V的直径D的变化曲线。
[0012]图4是本发明实施例的各通带耦合系数K随耦合间距gl以及金属化通孔V的直径D的变化曲线。
[0013]图5是本发明实施例的仿真与实测S参数曲线图。
【具体实施方式】
[0014]结合图1，一种基于嵌入型四分之一波长谐振器的小型化三频带通滤波器，包括第一嵌入型四分之一波长谐振器、第二嵌入型四分之一波长谐振器、设置在第一嵌入型四分之一波长谐振器和第二嵌入型四分之一波长谐振器之间的金属化通孔V、第一开口环谐振器、第二开口环谐振器、第一 0°抽头馈电线和第二 0°抽头馈电线；
[0015]所述第一嵌入型四分之一波长谐振器和第二嵌入型四分之一波长谐振器结构相同且关于三频带通滤波器中心线对称，所述第一开口环谐振器和第二开口环谐振器结构相同且关于三频带通滤波器中心线对称；所述第一开口环谐振器为弯折成环状的阶梯阻抗线，设置在第一嵌入型四分之一波长谐振器的外侧并且在金属化通孔V—侧留有开口，第一开口环谐振器和第二开口环谐振器之间留有间隙；第一 0°抽头馈电线20和第二 0°抽头馈电线分别设置在第一开口环谐振器和第二开口环谐振器的两端，关于金属化通孔V对称；所述第一嵌入型四分之一波长谐振器、第二嵌入型四分之一波长谐振器、第一开口环谐振器、第二开口环谐振器、第一 0°抽头馈电线和第二 0°抽头馈电线均设置在同一平面上；金属化通孔V接地。
[0016]所述第一嵌入型四分之一波长谐振器21包括主传输线和嵌入型开口环阶梯阻抗线，所述主传输线的一端与嵌入型开口环阶梯阻抗线相连，另一端与金属化通孔V相连；所述主传输线包括依次相连的第一微带线1、第二微带线2、第三微带线3、第四微带线4、第五微带线5、第六微带线6和第七微带线7，所述嵌入型开口环阶梯阻抗线包括第八微带线8、第九微带线9、第十微带线10、第十一微带线11、第十二微带线12、第十三微带线13和第十四微带线14 ;所述第一微带线I与金属化通孔V相连，第一微带线1、第三微带线3、第五微带线5和第七微带线7相互平行，且分别与第二微带线2、第四微带线4和第六微带线6相互垂直，第七微带线7垂直设置在第八微带线8的中心位置；第八微带线8的一端与第九微带线9、第十一微带线11、第十三微带线13依次连接构成矩形，且第十三微带线13与第八微带线8之间留有开口 ；第八微带线8的另一端与第十微带线10、第十二微带线12、第十四微带线14依次连接构成矩形，且第十四微带线14与第八微带线8之间留有开口 ；所述第十一微带线11和第十二微带线12相互平行且留有间隙。
[0017]所述第一开口环谐振器22包括第十五微带线15、第十六微带线16、第十七微带线17、第十八微带线18和第十九微带线19，第十五微带线15与第十一微带线11和第十二微带线12相互平行设置，第十八微带线18、第十七微带线17、第十五微带线15、第十六微带线16和第十九微带线19依次相连构成矩形，且第十八微带线18和第十九微带线19之间留有开口，所述开口宽度略大于金属化通孔V的直径。
[0018]所述第一 0°抽头馈电线和第二 0°抽头馈电线均为特性阻抗50欧姆的微带线。
[0019]下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
[0020]实施例1
[0021]结合图1、图2，基于嵌入型四分之一波长谐振器的小型化三频带通滤波器及相关尺寸。所使用的介质基板为R04003，厚度为0.508mm，相对介电常数为3.55，损耗角正切为
0.0027，第一 0°抽头馈电线和第二 0°抽头馈电线均为特性阻抗50欧姆的微带线。将嵌入型四分之一波长谐振器的主传输线部分进行弯折，并且将通过金属化通孔V磁耦合的两个嵌入型四分之一波