一种滤波器及生成谐振模式和等效电容的方法技术

本发明专利技术公开了一种滤波器及生成谐振模式和等效电容的方法，滤波器包括输入端口PIN、输出端口POUT、具有五种谐振模式和两种通带的滤波器模块、地线层GND1、地线层GND2、屏蔽层SD1和屏蔽层SD2，分别处于不同的水平面，共同构成了三维立体集成结构，有效缩小滤波器的整体尺寸和重量，降低成本；通过谐振枝节和电容导带灵活组合实现五种谐振模式，结构简单，灵活实现五种谐振模式，灵活度比较高；还通过调整各个谐振模式的谐振频率，将邻近的谐振频率合并即可实现双通带,且输入端口回波损耗优于17dB，通带内插入损耗均优于2.5dB。

A filter and the method of generating resonant mode and equivalent capacitance

The invention discloses a filter and a method for generating resonant mode and equivalent capacitance. The filter includes input port PIN, output port POUT, filter module with five resonant modes and two passbands, ground layer GND1, ground layer GND2, shield layer SD1 and shield layer SD2, which are in different horizontal planes respectively. It has become a three-dimensional integrated structure, which effectively reduces the overall size and weight of the filter and reduces the cost. Five resonant modes are realized by flexible combination of resonant branches and capacitive conductive bands, which are simple in structure and flexible in realizing five resonant modes with high flexibility. The adjacent modes are also adjusted by adjusting the resonant frequencies of each resonant mode. The dual-pass band can be achieved by combining the resonant frequencies of the input port, and the return loss of the input port is better than 17dB, and the insertion loss of the passband is better than 2.5dB.

【技术实现步骤摘要】
一种滤波器及生成谐振模式和等效电容的方法
本专利技术属于微波
，特别涉及一种滤波器及生成谐振模式和等效电容的方法。
技术介绍
滤波器是一种信号处理器件，其主要功能是信号的选频传输，在输出信号中保留输入信号中特定频率范围的有用信号，抑制其它频率的干扰信号或无用信号。无线通信系统应用的多元化提出了仅仅使用一个通信终端完成多种不同类型业务的需求。映射在微波通信电路里，这就需要微波器件能够同时工作在几种分离的模式或者频段。在以前的射频微波系统，每一个通信频段都需要独立的射频前端收发器件来满足双频和多频、多模通信，这样整个系统的成本高且不利于小型化。
技术实现思路
本专利技术的目旨在解决滤波器尺寸大，重量和成本高的技术问题。为实现上述目的，本专利技术所提供的一种滤波器，所述滤波器包括输入端口PIN、输出端口POUT、具有五种谐振模式和两种通带的滤波器模块、地线层GND1、地线层GND2、屏蔽层SD1和屏蔽层SD2；所述滤波器模块位于所述滤波器的中间位置，所述滤波器模块的上水平面设有屏蔽层SD1，所述滤波器模块的下水平面设有屏蔽层SD2，所述滤波器模块的第一侧面设有地线层GND1，所述滤波器模块的第二侧面设有地线层GND2，所述滤波器模块的第三侧面中间位置设有输入端口PIN，所述滤波器模块的第四侧面中间位置设有输出端口POUT；其中所述第一侧面和所述第二侧面为轴对称；所述第三侧面与所述第四侧面为轴对称。优选的，所述滤波器模块包括输入引线LIN、输出引线LOUT、耦合线COUP和具有五种谐振模式和两种通带的谐振腔；所述谐振腔为中心对称结构，位于输入引线LIN、输出引线LOUT正上方，通过宽带耦合的方式与输入引线LIN、输出引线LOUT连接，用于滤波、形成五种谐振模式和双通带；输入引线LIN，一端与输入端口PIN连接，另一端开路，用于将输入端口PIN接收的信号通过宽边耦合馈电进入所述谐振腔；输出引线LOUT，一段端开路，另一端端与输出端口POUT连接，位于输入引线LIN右边，与输入引线LIN位于同一水平线，通过宽边耦合接收所述谐振腔输出的信号，传输至输出端口POUT；耦合线COUP，两端开路，位于输入引线LIN、输出引线LOUT正下方；耦合线COUP为源-负载耦合线，通过分别与输入引线LIN、输出引线LOUT形成耦合结构，形成宽边耦合，产生交叉耦合并联谐振回路。优选的，所述谐振腔包括谐振级主体导带LM、谐振枝节和电容导带；其中所述谐振枝节包括谐振枝节B1、谐振枝节B2、谐振枝节B3、谐振枝节B4、谐振枝节B5、谐振枝节B6，用于产生谐振；所述电容导带包括电容导带C1、电容导带C2、电容导带C3、电容导带C4、电容导带C5和电容导带C6，用于与所述谐振枝节形成电容结构，作为开路等效电容；所述谐振级主体导带LM，两端均为开路，用于谐振枝节B1、谐振枝节B2、谐振枝节B3、谐振枝节B4、谐振枝节B5、谐振枝节B6之间的连接；还用于所述谐振腔与输入引线LIN、所述谐振腔与输出引线LOUT之间的馈电；谐振枝节B1、谐振枝节B2、谐振枝节B3位于谐振级主体导带LM同一侧由左向右依次排列，谐振枝节B4、谐振枝节B5、谐振枝节B6位于谐振级主体导带LM另外一侧由左向右依次排列；所述谐振支节B1的一端与谐振级主体导带LM一侧连接，另一端开路,所述谐振支节B1的开路的一端的上方设有电容导带C1，电容导带C1的一端连接地线层GND2；所述谐振枝节B2的一端连接谐振级主体导带LM，另一端开路，所述谐振枝节B2的开路的一端的上方设有电容导带C2，电容导带C2的一端连接地线层GND2，另一端开路；所述谐振枝节B3的一端连接谐振级主体导带LM的中间部，另一端开路，所述谐振枝节B3的开路的一端的上方设有电容导带C3，电容导带C3的一端连接地线层GND2，另一端开路；所述谐振枝节B4的一端连接谐振级主体导带LM的中间部，另一端开路，所述谐振枝节B4的开路的一端的上方设有电容导带C4，电容导带C4的一端连接地线层GND1，另一端开路；所述谐振枝节B5的一端连接谐振级主体导带LM，另一端开路，所述谐振枝节B5的开路的一端的上方设有电容导带C5，电容导带C5的一端连接地线层GND1，另一端开路；所述谐振枝节B6的一端连接谐振级主体导带LM，另一端开路，所述谐振枝节B6的开路的一端的上方设有电容导带C6，电容导带C6的一端连接地线层GND1，另一端开路。优选的，谐振枝节B1与谐振枝节B6尺寸相同；谐振枝节B2与谐振枝节B5尺寸相同；谐振枝节B3与谐振枝节B4尺寸相同；谐振枝节B2、谐振枝节B3的间距，与，谐振枝节B5、谐振枝节B4的间距，相同；谐振枝节B1、谐振枝节B2的间距，与，谐振枝节B6、谐振枝节B5的间距，相同；电容导带C1、电容导带C6尺寸相同并且位于同一水平面上；电容导带C2、电容导带C5尺寸相同并且位于同一水平面上；电容导带C3、电容导带C4尺寸相同并且位于同一水平面上；电容导带C1与谐振支节B1形成接地电容，形成等效电容结构；电容导带C2与谐振支节B2形成接地电容，形成等效电容结构；电容导带C3与谐振支节B3形成接地电容，形成等效电容结构；电容导带C4与谐振支节B4形成接地电容，形成等效电容结构；电容导带C5与谐振支节B5形成接地电容，形成等效电容结构；电容导带C6与谐振支节B6形成接地电容，形成等效电容结构。优选的，输入端口PIN和输出端口POUT均为表面贴装的50欧姆阻抗的端口，通过仿真调试，测算出输入端口PIN、输出端口POUT的厚度和宽度值。优选的，谐振级主体导带LM为第一种谐振模式；谐振枝节B1和电容导带C1，或者，谐振枝节B6和电容导带C6，为第二种谐振模式；谐振枝节B2、电容导带C2为第三种谐振模式；谐振枝节B5、电容导带C5为第四种谐振模式；谐振枝节B3和电容导带C3，或者，谐振枝节B4和电容导带C4，为第五种谐振模式；其中由谐振枝节B1、谐振枝节B2、谐振枝节B3、电容导带C1、电容导带C2和电容导带C3组成一个带通滤波结构；由谐振枝节B4、谐振枝节B5、谐振枝节B6、电容导带C4、电容导带C5和电容导带C6组成一个带通滤波结构。本专利技术还提供一种滤波器生成五种谐振模式的方法，所述方法包括步骤：获取谐振腔的等效结构；对所述等效结构进行奇偶模谐振分析，获得所述谐振腔的奇偶模谐振结构；根据所述奇偶模谐振结构计算奇模输入导纳和偶模输入导纳；再根据所述奇模输入导纳获得奇模谐振对应的三个谐振模式；同时根据所述偶模输入导纳获得偶模谐振对应的三个谐振模式；将所述奇模谐振对应的三个谐振模式和偶模谐振对应的三个谐振模式进行合并，获得所述谐振腔的五种谐振模式。优选的，所述步骤“对所述等效结构进行奇偶模谐振分析，获得所述谐振腔的奇偶模谐振结构”之后还包括步骤：将所述奇偶模谐振结构进行简化，获得简化后的奇模谐振等效结构和偶模谐振等效结构；所述步骤“根据所述奇偶模谐振结构计算奇模输入导纳和偶模输入导纳；再根据所述奇模输入导纳获得奇模谐振对应的三个谐振模式；同时根据所述偶模输入导纳获得偶模谐振对应的三个谐振模式”具体为：首先，根据简化后的奇模谐振等效结构计算出奇模输入导纳：再，根据所述奇模输入导纳计算奇模谐振第一种谐振模式：Yodd1＝jY0tanθ本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种滤波器，其特征在于：所述滤波器包括输入端口PIN、输出端口POUT、具有五种谐振模式和两种通带的滤波器模块、地线层GND1、地线层GND2、屏蔽层SD1和屏蔽层SD2；所述滤波器模块位于所述滤波器的中间位置，所述滤波器模块的上水平面设有屏蔽层SD1，所述滤波器模块的下水平面设有屏蔽层SD2，所述滤波器模块的第一侧面设有地线层GND1，所述滤波器模块的第二侧面设有地线层GND2，所述滤波器模块的第三侧面中间位置设有输入端口PIN，所述滤波器模块的第四侧面中间位置设有输出端口POUT；其中所述第一侧面和所述第二侧面为轴对称；所述第三侧面与所述第四侧面为轴对称。

【技术特征摘要】
2017.06.07 CN 20171042379461.一种滤波器，其特征在于：所述滤波器包括输入端口PIN、输出端口POUT、具有五种谐振模式和两种通带的滤波器模块、地线层GND1、地线层GND2、屏蔽层SD1和屏蔽层SD2；所述滤波器模块位于所述滤波器的中间位置，所述滤波器模块的上水平面设有屏蔽层SD1，所述滤波器模块的下水平面设有屏蔽层SD2，所述滤波器模块的第一侧面设有地线层GND1，所述滤波器模块的第二侧面设有地线层GND2，所述滤波器模块的第三侧面中间位置设有输入端口PIN，所述滤波器模块的第四侧面中间位置设有输出端口POUT；其中所述第一侧面和所述第二侧面为轴对称；所述第三侧面与所述第四侧面为轴对称。2.如权利要求1所述的一种滤波器，其特征在于：所述滤波器模块包括输入引线LIN、输出引线LOUT、耦合线COUP和具有五种谐振模式和两种通带的谐振腔；所述谐振腔为中心对称结构，位于输入引线LIN、输出引线LOUT正上方，通过宽带耦合的方式与输入引线LIN、输出引线LOUT连接，用于滤波、形成五种谐振模式和双通带；输入引线LIN，一端与输入端口PIN连接，另一端开路，用于将输入端口PIN接收的信号通过宽边耦合馈电进入所述谐振腔；输出引线LOUT，一段端开路，另一端端与输出端口POUT连接，位于输入引线LIN右边，与输入引线LIN位于同一水平线，通过宽边耦合接收所述谐振腔输出的信号，传输至输出端口POUT；耦合线COUP，两端开路，位于输入引线LIN、输出引线LOUT正下方；耦合线COUP为源-负载耦合线，通过分别与输入引线LIN、输出引线LOUT形成耦合结构，形成宽边耦合，产生交叉耦合并联谐振回路。3.如权利要求2所述的一种滤波器，其特征在于：所述谐振腔包括谐振级主体导带LM、谐振枝节和电容导带；其中所述谐振枝节包括谐振枝节B1、谐振枝节B2、谐振枝节B3、谐振枝节B4、谐振枝节B5、谐振枝节B6，用于产生谐振；所述电容导带包括电容导带C1、电容导带C2、电容导带C3、电容导带C4、电容导带C5和电容导带C6，用于与所述谐振枝节形成电容结构，作为开路等效电容；所述谐振级主体导带LM，两端均为开路，用于谐振枝节B1、谐振枝节B2、谐振枝节B3、谐振枝节B4、谐振枝节B5、谐振枝节B6之间的连接；还用于所述谐振腔与输入引线LIN、所述谐振腔与输出引线LOUT之间的馈电；谐振枝节B1、谐振枝节B2、谐振枝节B3位于谐振级主体导带LM同一侧由左向右依次排列，谐振枝节B4、谐振枝节B5、谐振枝节B6位于谐振级主体导带LM另外一侧由左向右依次排列；所述谐振支节B1的一端与谐振级主体导带LM一侧连接，另一端开路,所述谐振支节B1的开路的一端的上方设有电容导带C1，电容导带C1的一端连接地线层GND2；所述谐振枝节B2的一端连接谐振级主体导带LM，另一端开路，所述谐振枝节B2的开路的一端的上方设有电容导带C2，电容导带C2的一端连接地线层GND2，另一端开路；所述谐振枝节B3的一端连接谐振级主体导带LM的中间部，另一端开路，所述谐振枝节B3的开路的一端的上方设有电容导带C3，电容导带C3的一端连接地线层GND2，另一端开路；所述谐振枝节B4的一端连接谐振级主体导带LM的中间部，另一端开路，所述谐振枝节B4的开路的一端的上方设有电容导带C4，电容导带C4的一端连接地线层GND1，另一端开路；所述谐振枝节B5的一端连接谐振级主体导带LM，另一端开路，所述谐振枝节B5的开路的一端的上方设有电容导带C5，电容导带C5的一端连接地线层GND1，另一端开路；所述谐振枝节B6的一端连接谐振级主体导带LM，另一端开路，所述谐振枝节B6的开路的一端的上方设有电容导带C6，电容导带C6的一端连接地线层GND1，另一端开路。4.如权利要求3所述的一种滤波器，其特征在于：谐振枝节B1与谐振枝节B6尺寸相同；谐振枝节B2与谐振枝节B5尺寸相同；谐振枝节B3与谐振枝节B4尺寸相同；谐振枝节B2、谐振枝节B3的间距，与，谐振枝节B5、谐振枝节B4的间距，相同；谐振枝节B1、谐振枝节B2的间距，与，谐振枝节B6、谐振枝节B5的间距，相同；电容导带C1、电容导带C6尺寸相同并且位于同一水平面上；电容导带C2、电容导带C5尺寸相同并且位于同一水平面上；电容导带C3、电容导带C4尺寸相同并且位于同一水平面上；电容导带C1与谐振支节B1形成接地电容，形成等效电容结构；电容导带C2与谐振支节B2形成接地电容，形成等效电容结构；电容导带C3与...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴永胜，孙超，陈相治，
申请(专利权)人：深圳市永盛微波技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44