对称的第一枝节加载环形谐振器和第二枝节加载环形谐振器；其中，所述第一差分输入端口 A1和第二差分输入端口 B1、第一差分输出端口 A4和第二差分输出端口 B4、第一枝节加载环形谐振器和第二枝节加载环形谐振器同一对称轴，均沿水平线00’对称分布；所述第一差分输入端口 A1级联有第一阻抗变换线A2，所述第二差分输入端口 B1级联有第二阻抗变换线B2，所述第一差分输出端口?级联有第三阻抗变换线A 3，所述第二差分输出端口 84级联有第四阻抗变换线B 3，所述第一阻抗变换线A2和第二阻抗变换线B2镜像对称分布，所述第三阻抗变换线A 3和第四阻抗变换线B 3镜像对称分布，且它们的对称轴垂直于上述水平线00’，所述第一阻抗变换线4加载有第一馈线，所述第三阻抗变换线^加载有第二馈线，所述第一枝节加载环形谐振器的环形谐振器部分々9位于第一馈线和第二馈线围成的区域内，并分别与该第一馈线和第二馈线耦合，分别形成有耦合馈线a5、A6，所述第二阻抗变换线B2W载有第三馈线，所述第四阻抗变换线B 3加载有第四馈线，所述第二枝节加载环形谐振器的环形谐振器部分B9位于第三馈线和第四馈线围成的区域内，并分别与该第三馈线和第四馈线耦合，分别形成有耦合馈线B5、B6，所述第一馈线和第三馈线之间加载有第一枝节C1，所述第二馈线和第四馈线之间加载有镜像对称且相连接的第二枝节C2和第三枝节C 3，所述第二枝节C2和第三枝节C 3之间设有过接地金属过孔C 4，并与上述水平线00’为对称轴，所述过接地金属过孔C4位于该水平线00’上，所述第一枝节加载环形谐振器和第二枝节加载环形谐振器的加载枝节部分位于该第一枝节C1、第二枝节C2、第三枝节C3围成的区域内；所述第一枝节加载环形谐振器的加载枝节部分由两段枝节A 7、八8组成，呈T形，其中々7为加载枝节竖直部分，A8为加载枝节水平部分；所述第二枝节加载环形谐振器的加载枝节部分由两段枝节B7、B8组成，呈T形，其中B 7为加载枝节竖直部分，B 8为加载枝节水平部分。
[0033]加载的枝节~的阻抗为Z 2，加载的枝节八8为2Z 2，A7长度与一半A 8长度的总电长度为θο。加载的枝节B7的阻抗Sz2，加载的枝节B8S2Z2，B7长度与一半B8长度的总电长度为θο。枝节加载环形谐振器和馈线耦合部分(Α5、Β5、Α6、Β6)的奇/偶模阻抗分别为Ζ。。/Ztre，电长度为θρ耦合馈线末端加载的枝节CjPC 3电长度为Θ ^，加载的枝节C1电长度为2 θ0Ο输入、输出口级联的阻抗变换线(Α2、Β2、Α3、Β3)电长度为0(|，阻抗为23。
[0034]由于整个滤波器沿水平线00’对称分布，可用差模和共模等效分析。差模时，水平线00’等效为一个电壁，等效为短路，其等效电路为图3a所示。该结构采用的枝节加载环形谐振器事实上是一个单模谐振器，但通带由于耦合馈线(A5、B5、A6、B6)的交叉耦合而拥有三个传输极点。因此通过控制耦合线的阻抗(Zt^ZJ可以控制通带的带宽。输入、输出口级联四分之波长的阻抗变换线Z3可以进一步改善纹波水平。另一方面，加载枝节在实现平衡滤波器差模等效的同时会改善通带特性。由图4可知，当耦合馈线没有加载短路枝节Z1时，带外仅有两个传输零点。而加载短路枝节后，带内仍然为三个传输极点，但带外会产生6个传输零点，大大改善通带的陡峭性。且加载枝节阻抗越小，通带选择性越陡峭。
[0035]同理，共模激励时，00’等效为开路，共模等效电路如图3b所示。此时滤波器馈线分别加载开路和短路枝节。如图5所示，滤波器在耦合馈线没有加载枝节时就已经具有良好的共模抑制。当加载枝节Z1后，同样会在带外增加额外的两个传输零点，很明显地加强共模阻带的抑制效果。
[0036]在物理尺寸实现时，我们采用了如图1所示实际结构，即将谐振器加载枝节(Z2,θ0)分开成(Α7、Α8)两段或(β7、β8)两段组成，呈T型。这样做一个非常明显的优势是会产生引入耦合路径，产生额外的传输零点。如图6给出了差模时不同的实现方式时仿真效果，其中情形I为直接加载长度为Θ ^、阻抗为Z2的等宽枝节，情形二为实用新型所采用的结构。可以看到当采用实用新型的结构时，高边频带处产生了额外的传输零点，很明显的改善了差模通带的回波损耗和选择性。同理，共模时也会在高边频带处产生了额外的传输零点。
[0037]本例采用的介质基板，其相对介电常数为2.55，厚度为0.8mm，损耗角正切为
0.029。如图2所示，D1为使用介质板的上层金属贴片，D 2为介质层，D 3为介质板下层接地金属贴片，D4为接地过孔。
[0038]本例设计和加工了一款频率为2.4GHz, 3dB带宽为19%的窄带平衡滤波器。滤波器的电路参数分别为-Z1= 110 Ω , Z 2= 92 Ω , Z 3= 44 Ω , Z 00 = 85 Ω , Z oe= 185 Ω，Θ 0= Θ:=θ2= Θ 3=90°，其尺寸为0.63λ gX0.7Ag。实验结果如图7a、7b、7c所示。差模工作时，测量(电磁仿真)的中心频率为2.407 (2.39)GHz，3dB相对带宽为17% (18.7%)，带内最小插损为 1(0.3)dBo 测得在频率为 0.9、1.98,2.67,2.98,3.685,4.6,5.68,6.55GHz (0.87、1.96、2.64、2.9、3.5、4.53、5.72、6.73GHz)处产生8个传输零点。测量(电磁仿真)都在2.75-6.78GHz范围内分别达到16dB(18dB dB)的带外抑制。共模工作时测量在频率为
1.44,2.33,3.13,4.3,4.93,6.2,7.35GHz处产生7个传输零点，共模在0-6.5GHz内都达到了 18.8dB以上的抑制水平。测量和电磁仿真在2.67GHz处共模和差模都产生了一个传输零点，是因为谐振器加载枝节引入耦合路径产生。可以看到该处零点使得选择性得到改善，同时改善了共模抑制水平。该滤波器的优势是多共模和差模传输零点，且表现出较高的选择性和共模抑制。
[0039]以上所述之实施例子只为本实用新型之较佳实施例，并非以此限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种采用耦合馈线加载的多传输零点平衡滤波器，其特征在于:包括有镜像对称的第一差分输入端口和第二差分输入端口，镜像对称的第一差分输出端口和第二差分输出端口及镜像对称的第一枝节加载环形谐振器和第二枝节加载环形谐振器；其中，所述第一差分输入端口和第二差分输入端口、第一差分输出端口和第二差分输出端口、第一枝节加载环形谐振器和第二枝节加载环形谐振器同一对称轴，所述第一差分输入端口级联有第一阻抗变换线，所述第二差分输入端口级联有第二阻抗变换线，所述第一差分输出端口级联有第三阻抗变换线，所述第二差分输出端口级联有第四阻抗变换线，所述第一阻抗变换线和第二阻抗变换线镜像对称分布，所述第三阻抗变换线和第四阻抗变换线镜像对称分布，且它们的对称轴垂直于上述第一差分输入端口和第二差分输入端口的对称轴，所述第一阻抗变换线加载有第一馈线，所述第三阻抗变换线加载有第二馈线，所述第一枝节加载环形谐振器的环形谐振器部分位于第一馈线和第二馈线围成的区域内，并分别与该第一馈线和第二馈线耦合，所述第二阻抗变换线加载有第三馈线，所述第四阻抗变换线加载有第四馈线，所述第二枝节加载环形谐振器的环形谐振器部分位于第三馈线和第四馈线围成的区域内，并分别与该第三馈线和第四馈线耦合，所述第一馈线和第三馈线之间加载有第一枝节，所述第二馈线和第四馈线之间加载有镜像对称且相连接的第二枝节和第三枝节，所述第二枝节和第三枝节之间设有过接地金属过孔，并与上述第一差分输入端口和第二差分输入端口同一对称轴，所述第一枝节加载环形谐振器和第二枝节加载环形谐振器的加载枝节部分位于该第一枝节、第二枝节、第三枝节围成的区域内。2.根据权利要求1所述的一种采用耦合馈线加载的多传输零点平衡滤波器，其特征在于:所述第一枝节加载环形谐振器和第二枝节加载环形谐振器的加载枝节部分均由两段枝节组成，呈T形。
【专利摘要】本实用新型公开了一种采用耦合馈线加载的多传输零点平衡滤波器，包括对称的第一、二差分输入端口，对称的第一、二差分输出端口及对称的第一、二枝节加载环形谐振器；第一、二差分输入端口分别级联有第一、二阻抗变换线，第一、二差分输出端口分别级联有第三、四阻抗变换线，第一阻抗变换线加载有第一馈线，第三阻抗变换线加载有第二馈线，第一枝节加载环形谐振器的环形谐振器部分与第一、二馈线耦合，第二阻抗变换线加载有第三馈线，第四阻抗变换线加载有第四馈线，第二枝节加载环形谐振器的环形谐振器部分与第三、四馈线耦合，第一、三馈线间加载有第一枝节，第二、四馈线间加载有第二、三枝节。本实用新型具有高选择性、高共模抑制等优点。
【IPC分类】H01P7/08, H01P1/203
【公开号】CN204651445
【申请号】CN201520348110
【发明人】褚庆昕, 邱雷雷
【申请人】华南理工大学
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年5月26日