一种宽阻带的带通滤波器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种宽阻带的带通滤波器，包括第一耦合输入单元、第二中心耦合单元和第三耦合输出单元。通过调整各段耦合线和扇形枝节的长度，使其分别抑制三个不同的谐波频率，进而达到延展阻带的目的。本发明可用于微波毫米波通信系统，其优点是设计简单、重量轻、低成本、易于集成、加工周期快。
【专利说明】
一种宽阻带的带通滤波器
技术领域
[0001]本发明属于微波毫米波无源器件技术领域，尤其涉及微波毫米波无源器件中的带通滤波器。
【背景技术】
[0002]带通滤波器是无线通信系统中的关键器件，它只让通带内的信号通过，而对带外的信号抑制。随着现代通信系统的快速发展，频谱资源变得越来越拥挤。因此，无线系统中的带通滤波器需要在很宽的频带范围内抑制来自其他通讯系统的干扰信号。
[0003]为了扩展带通滤波器的阻带范围，Minra Akra等人公开了一种基于枝节加载的平行親合线的带通滤波器(Minra Akra ,Emmanuel Pistono ,Hamza Issa ,Akil Jrad andPhilippe Ferrari，“Full Study of the Parallel-Coupled Stub-Loaded Resonator:Synthesis Method in a Narrow Band With an Extended Optimal Reject1nBandwidth，，，IEEE Transact1ns On Microwave Theory and Techniques , vol.62 ,pp.3380-3392，2014)，通过调整传输零点的位置来达到抑制谐波的目的。但是这种结构存在各段親合线之间的親合特性分析困难，设计复杂的缺点。Xiu Yin Zhang等人公开了一种基于差别式親合的宽阻带带通滤波器(Xiuyin Zhang,Xin Dai ,Hsuan-Ling Kao ,Ba1-HongWei,Ze Yu Cai and Quan Xue,uCompact LTCC Bandpass Filter With Wide StopbandUsing Discriminating Coupling，，，IEEE Transact1ns On Microwave Theory andTechniques, vol.4 ,pp.656-662,2014)，通过采用差别式的親合结构来抑制某一次谐波。但是该结构存在阻带抑制范围窄，加工难度大、周期长、成本高的缺点。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服上述现有技术设计复杂、加工难度大、周期长、成本高的不足，提供一种宽阻带的带通滤波器，在实现宽阻带的前提下，同时具有设计简便、易于加工、成本低的优点。
[0005]为实现上述目的，本发明的技术方案是:一种宽阻带的带通滤波器，包括带金属地的介质基板、带通滤波器印刷电路;带通滤波器印刷电路附着在介质基板上表面;其特征在于:所述带通滤波器印刷电路由第一耦合输入单元、第二中心耦合单元和第三耦合输出单元构成;第一耦合输入单元由滤波器输入端、第一段耦合线、第二段耦合线和第一扇形枝节构成，第一段耦合线和第二段耦合线依次连接，第一扇形枝节连接在第二段耦合线的右下角，滤波器输入端连接在第一段耦合线和第二段耦合线的连接处;第二中心耦合单元由两个末端通过两个金属化通孔接地短路的耦合线构成，第二耦合线右上侧的端口与第二中心耦合单元左上侧的端口相连;第三耦合输出单元由滤波器输出端、第三段耦合线、第四段耦合线和第二扇形枝节构成;第三耦合输出单元与第一耦合输入单元关于第二中心耦合单元对称，结构相同。
[0006]进一步的，所述第一耦合输入单元和第二中心耦合单元的电长度之和在带通滤波器中心频率处的电长度为九十度，由结构的对称性可知，第三耦合输出单元和第二中心耦合单元的电长度之和在带通滤波器中心频率处的电长度也为九十度。
[0007]进一步的，所述第一段耦合线、第二段耦合线、第三段耦合线以及第四段耦合线的两条线宽可以相等也可以不相等;第二中心耦合单元的两条线宽相等。
[0008]进一步的，为避免与第二中心親合单元相交，所述第一扇形枝节、第二扇形枝节分别向左、向右旋转一定的角度。
[0009]本发明技术方案的原理是:由于短路四分之一枝节的固有特性，其只能传播中心频率奇数倍的信号，偶数倍的信号被天然地抑制掉了。所以，只需抑制掉中心频率偶数倍的信号，就可以实现谐波信号的全部抑制。第三段耦合线的两端是短路接地的，这样就可以作为短路的四分之一谐振器。调整第一段耦合线的电长度使其是某一奇次谐波的四分之一波长。调整第二段耦合线的长度使第二段耦合线和第一段耦合线总的电长度对应某一奇次谐波的四分之一波长。调整第一扇形枝节的电长度使其对应某一奇次谐波的四分之一波长。最后调整第三段耦合线的长度使第一段耦合线、第二段耦合线和第三段耦合线总的电长度为中心频率处的四分之一波长。这样就可以实现三个奇数谐波的抑制。
[0010]本发明的优点和有益效果:
[0011](I)本发明具有宽阻带的优点。现有的采用差别式耦合带通滤波器抑制的谐波数较少，而该发明能够抑制七次谐波，延展了阻带范围。
[0012](2)与传统的SIR带通滤波器相比，本发明具有设计简单的优点。传统的SIR滤波器需要从耦合矩阵出发，需要不断的调整每一部分的耦合系数，设计复杂、周期长。该带通滤波器不需要复杂的理论分析，结构简单，易于设计。
[0013](3)本发明的带通滤波器由于采用印制电路板技术来生产加工，因此本发明的双工器成本低、重量轻、加工周期快、易于集成；
【附图说明】
[0014]图1是本发明的总体结构示意图
[0015]图2为本发明的一个具体实施例仿真及实测S参数
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明:如图1所示，一种宽阻带的带通滤波器，包括介质基片I，以及印制在介质基片上的电路2。介质基片I使用厚0.508mm，介电常数为3.5，损耗正切角为0.0018，铜层厚度为0.018mm的RF35介质基片，尺寸为12*35mm;选定金属化通孔直径为0.8mm。第一段耦合线的长度为7.8mm，第二段耦合线的长度为10.98m，第三段親合线的长度为2.84mm，两个扇形枝节的长度均为3.93mm。第三段親合线的宽度为0.8mm，间隙为0.52mm。其余親合线的线宽为0.2mm和I.2mm,间隙为0.1mm。测试结果表明，该带通滤波器的中心频率为1.97GHz，对应带宽为0.195GHz。在中心频率处的插入损耗为1.6dB。到7.22fo处，高频抑制度大于44.5dB。
[0017]本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种宽阻带的带通滤波器，包括带金属地的介质基板(I)、带通滤波器印刷电路(2);带通滤波器印刷电路(2)附着在介质基板(I)上表面;其特征在于:所述带通滤波器印刷电路(2)由第一耦合输入单元(21)、第二中心耦合单元(22)和第三耦合输出单元(23)构成;第一耦合输入单元(21)由滤波器输入端(210)、第一段耦合线(211)、第二段耦合线(212)和第一扇形枝节(213)构成，第一段耦合线(211)和第二段耦合线(212)依次连接，第一扇形枝节(213)连接在第二段耦合线(212)的右下角，滤波器输入端(210)连接在第一段耦合线(211)和第二段耦合线(212)的连接处;第二中心耦合单元(22)由两个末端通过两个金属化通孔(221)接地短路的耦合线构成，第二耦合线(212)右上侧的端口与第二中心耦合单元(22)左上侧的端口相连;第三耦合输出单元(23)由滤波器输出端(230)、第三段耦合线(231)、第四段耦合线(232)和第二扇形枝节(233)构成;第三耦合输出单元(23)与第一耦合输入单元(21)关于第二中心耦合单元(22)对称，结构相同。2.根据权利要求1所述的一种宽阻带的带通滤波器，其特征在于:所述第一耦合输入单元(21)和第二中心耦合单元(22)的电长度之和在带通滤波器中心频率处的电长度为九十度，由结构的对称性可知，第三耦合输出单元(23)和第二中心耦合单元(22)的电长度之和在带通滤波器中心频率处的电长度也为九十度。3.根据权利要求1所述的宽阻带的带通滤波器，其特征在于:所述第一段耦合线(211)、第二段耦合线(212)、第三段耦合线(231)以及第四段耦合线(232)的两条线宽可以相等也可以不相等;第二中心耦合单元(22)的两条线宽相等。4.根据权利要求1所述的宽阻带的带通滤波器，其特征在于:为避免与第二中心耦合单元(22)相交，所述第一扇形枝节(213)、第二扇形枝节(233)分别向左、向右旋转一定的角度。
【文档编号】H01P1/212GK106058399SQ201610319630
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月13日
【发明人】林先其, 唐聪, 聂丽瑛, 苏洪, 苏一洪, 陈哲, 庞平, 刘士林, 樊勇
【申请人】电子科技大学