基于公度传输线网络的双通带滤波器制造技术

技术编号:18258709 阅读:380 留言:0更新日期:2018-06-20 09:44
一种射频微波技术领域的基于公度传输线网络的双通带滤波器,由三层介质基板、上下接地金属板、五组偏移宽边耦合带状线、两组终端短路带状线、输入和输出端口、金属化通孔和阵列、金属化盲孔组成。通过1/4波长和半波长传输线、耦合线和枝节实现谐振与反谐振,从而产生通带内的反射零点和阻带内的传输零点,在中心频率两侧实现两个对称的通带,从而构成一个双通带滤波器。该基于公度传输线网络的双通带滤波器,具有结构简单紧凑、通带频带宽、插入损耗小、边带频率选择性好、阻带抑制好、双通带特性可控、易于准确设计等特点。

【技术实现步骤摘要】
基于公度传输线网络的双通带滤波器
本专利技术涉及的是一种射频微波
的装置,具体是一种基于公度传输线网络的双通带滤波器。
技术介绍
随着通信技术的发展,无线通信系统及业务持续增长,这对通信系统中的滤波器提出越来越高的要求。滤波器可以使通带频率范围内的信号得以通过,抑制阻带内的信号。滤波器在通信系统中可以实现选频、频分复用、抑制带外干扰和镜频信号的作用,是收发信机射频前端的关键器件之一,其性能的优劣影响着整个系统的性能。通信技术的不断发展,对双频和多频工作的射频前端系统提出了需求,比如2.4/5.2GHz的WLAN、0.9/1.8的GSM/DCS以及大量共存的多模多带系统等,其中就需要使用双通带滤波器。双通带滤波器的传统实现方法为两个单通带滤波器的组合,或一个带通滤波器与一个带阻滤波器的组合,或同时利用多模谐振器的主通带和高次模通带的方式。
技术实现思路
本专利技术针对现代通信系统对于双通带滤波器的需求,提供一种基于公度传输线网络的双通带滤波器,将阻带特性融合到带通滤波器之中,利用单一滤波器结构实现两个通带的选频功能,从而减小电路的插损和尺寸。同时,本专利技术中各段传输线或耦合线具有相同或互为整数倍的电长度即为公度线,公度传输线网络具有结构简单紧凑、易于通过频率变换进行准确设计、频率选择性好、带宽设计自由度大等突出优点。本专利技术是通过以下技术方案实现的:本专利技术包括:三层结构的介质基板及其上下两层接地金属板,介质基板中设有对称的输入端和输出端以及位于中部的由偏移宽边耦合带状线、终端短路带状线和屏蔽金属化通孔阵列构成的滤波部分,其中:滤波部分与输入端和输出端分别在介质基板的不同层中相连。所述的滤波部分包括:五组偏移宽边耦合带状线、两组终端短路带状线和包围在耦合带状线和带状线周围的屏蔽金属化通孔阵列。所述的五组偏移宽边耦合带状线包括:三组偏移宽边耦合带状线依次级联,另两组偏移宽边耦合带状线分别在介质基板的不同层中垂直连接所述三组偏移宽边耦合带状线并构成十字形结构,具体为:第三偏移宽边耦合带状线、第四偏移宽边耦合带状线以及第五偏移宽边耦合带状线依次连接,第一偏移宽边耦合带状线垂直于第三至第五偏移宽边耦合带状线,并且其另一端下面与第四偏移宽边耦合带状线以及第五偏移宽边耦合带状线下面同时连接,第二偏移宽边耦合带状线也垂直于第三至第五偏移宽边耦合带状线,并且其另一端上面与第四偏移宽边耦合带状线以及第五偏移宽边耦合带状线上面同时连接。所述的两组终端短路带状线包括:第一和第二终端短路带状线均含有与十字形结构的偏移宽边耦合带状线一端呈45度夹角相连的带状线,以及位于带状线末端的接地金属化通孔,该金属化通孔与上下两层接地金属板相连。所述的屏蔽金属化通孔阵列包括:在所有五组偏移宽边耦合带状线和两组终端短路带状线周围,都有按照特定规律排列的金属化通孔阵列,每个金属化通孔均同时与上下接地金属板相连,相邻金属化通孔的间距足够小以至于可以起到电磁屏蔽并消除平板寄生谐振的作用。所述的输入端和输出端包括:输入端和输出端均为接地共面波导结构,其导带和导带两侧的槽均位于介质基板上方的接地金属板上,输入端的导带与第一偏移宽边耦合带状线上面的导带通过一个金属化盲孔相连,输出端的导带与第二偏移宽边耦合带状线下面的导带通过一个金属化盲孔相连。技术效果与现有的技术相比,本专利技术通带频带宽,插入损耗小,边带频率选择性好,阻带抑制好,两个通带间隔和带宽可控。附图说明图1为本专利技术原理图;图2为本专利技术整体结构图;图3为介质基板剖面示意图;图4为本专利技术的介质基板上表面示意图;图5为本专利技术的第二金属层示意图;图6为本专利技术的第三金属层示意图;图7为本实施例的S参数频率响应;图中:输入端口1、输出端口2、偏移宽边耦合带状线3、4、5、6、8、终端短路带状线7、9、金属化通孔10、11、介质基板12、金属化盲孔13、14、金属化通孔阵列15、接地金属板16、17、上层介质18、中层介质19、下层介质20、第二金属层21、第三金属层22。具体实施方式如图2至图6所示,本实施例为基于公度传输线网络的双通带滤波器,包括介质基板12、介质基板12两侧的接地金属板16、17以及设置于三层结构的介质基板12内的偏移宽边耦合带状线、终端短路带状线以及金属化通孔阵列15,其中:第三至第五偏移宽边耦合带状线5、6、8设置于介质基板12的中间位置,第一和第二偏移宽边耦合带状线3、4的一端与第三至第五耦合带状线5、6、8垂直并位于其两侧位置,另一端通过金属化盲孔13、14与输入端口1和输出端口2相连,第一和第二终端短路带状线7、9的一端各自与对应的第一和第二偏移宽边耦合带状线3、4相连且与耦合带状线呈45度夹角,第一和第二终端短路带状线7、9的另一端通过金属化通孔10、11分别与上、下接地金属板16、17相连,输入端口1以及输出端口2分别置于两组耦合带状线3、4的外围。如图3所示,所述的三层结构的介质基板12的两侧分别设有上、下接地金属板16、17,三层结构中的上层介质18和中层介质19之间、中层介质19和下层介质20分别设有第二金属层21和第三金属层22。如图4所示,在所述的介质基板12的上表面是上接地金属板16和接地共面波导形式的输入和输出端口1、2,接地共面波导的导带通过U型槽与上接地金属板隔开;输入端口1的导带通过金属化盲孔13与第一偏移宽边耦合带状线3位于第二金属层中一端连接;输出端口2的导带通过金属化盲孔14与第二偏移宽边耦合带状线4位于第三金属层中的一端连接。如图5所示,在所述的介质基板12的第二金属层中:第一偏移宽边耦合带状线3的一端通过金属化盲孔13与输入端口1相连,另一端与第一终端短路带状线7相连;第二偏移宽边耦合带状线4的一端、第四偏移宽边耦合带状线6的一端以及第五偏移宽边耦合带状线8的一端构成T字形连接,第二偏移宽边耦合带状线4位于该金属层内的另一端开路。如图6所示,在所述的介质基板12的第三金属层中:第二偏移宽边耦合带状线4的一端通过金属化盲孔14与输出端口2相连,另一端与第二终端短路带状线9相连;第一偏移宽边耦合带状线3的另一端与第四偏移宽边耦合带状线6的一端以及第五偏移宽边耦合带状线8的一端构成T字形连接,第一偏移宽边耦合带状线3位于该金属层内的另一端开路。所述的第四偏移宽边耦合带状线6的两端在介质基板12的上下两层中分别与第五偏移宽边耦合带状线8及第三偏移宽边耦合带状线5相连。优选地,本实施例面积约为0.5平方波长,其中输入端口1和输出端口2为50Ω的接地共面波导馈线,用于与标准的SMA接头连接,其线宽为3.65mm,槽宽0.2mm;介质基板12优选采用三层RogersRT/duroid5880复合材料构成,相对介电常数为2.2,损耗角正切为0.0009,其中上、下两层厚度均为60mil,中层的厚度为10mil。所述的偏移宽边耦合带状线的上下两层带线分别位于中层介质板的上下两面,垂直间距为中层介质板的厚度,即10mil,优选地:第一偏移宽边耦合带状线3和第二偏移宽边耦合带状线4,其偶模阻抗为151.4Ω,奇模阻抗为30.2Ω,其线宽均为0.9mm,其偏移量均为0.5mm,其线长均为48.6mm,约为中心频率1GHz处的1/4波长;第三偏移宽边耦合带状线5,其偶模本文档来自技高网...
基于公度传输线网络的双通带滤波器

【技术保护点】
1.一种基于公度传输线网络的双通带滤波器,其特征在于,包括:三层结构的介质基板及其接地金属板,介质基板中设有对称的输入端和输出端以及位于中部的由偏移宽边耦合带状线和终端短路带状线构成的滤波部分,其中:滤波部分与输入端和输出端分别在介质基板的不同层中相连。

【技术特征摘要】
1.一种基于公度传输线网络的双通带滤波器,其特征在于,包括:三层结构的介质基板及其接地金属板,介质基板中设有对称的输入端和输出端以及位于中部的由偏移宽边耦合带状线和终端短路带状线构成的滤波部分,其中:滤波部分与输入端和输出端分别在介质基板的不同层中相连。2.根据权利要求1所述的双通带滤波器,其特征是,所述的滤波部分包括:五组偏移宽边耦合带状线和两组终端短路带状线,其中:三组偏移宽边耦合带状线依次串联,另两组偏移宽边耦合带状线分别在介质基板的不同层中垂直连接所述三组偏移宽边耦合带状线并构成T字形结构。3.根据权利要求1或2所述的双通带滤波器,其特征是,所述的滤波部分包括:第三偏移宽边耦合带状线、第四偏移宽边耦合带状线以及第五偏移宽边耦合带状线依次连接,第一偏移宽边耦合带状线垂直于第三至第五偏移宽边耦合带状线,并且其另一端下面与第四偏移宽边耦合带状线以及第五偏移宽边耦合带状线下面同时连接,第二偏移宽边耦合带状线也垂直于第三至第五偏移宽边耦合带状线,并且其另一端上面与第四偏移宽边耦合带状线以及第五偏移宽边耦合带状线上面同时连接。4.根据权利要求1或2所述的双通带滤波器,其特征是,所述的滤波部分包括:第一和第二终端短路带状线均含有与十字形结构的偏移宽边耦合带状线一端呈45度夹角相连的带状线,以及位...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴林晟张仕强汤宇伟毛军发
申请(专利权)人:上海交通大学
类型:发明
国别省市:上海,31

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