一种基于槽线的高选择性宽阻带平衡滤波器制造技术

本发明专利技术属于平衡滤波器技术领域，公开了一种基于槽线的高选择性宽阻带平衡滤波器，包括：依次设置的微带，介质基板以及导电层；导电层上通过刻蚀槽线形成了通带选择模块和阻带抑制模块，通带选择模块包括：两个沿水平方向对称设置的开口环形谐振器，一个开口环形谐振器的耦合端作为通带选择模块的信号馈入端，另一个开口环形谐振器的耦合端作为通带选择模块的信号馈出端；阻带抑制模块包括：两个沿竖直方向对称设置的槽线π型网络，一个槽线π型网络与通带选择模块的信号馈入端连接，另一个槽线π型网络与通带选择模块的信号馈出端连接。本发明专利技术通过采用槽线π型网络和两个槽线开口环形谐振器构成的二阶谐振电路分别实现宽阻带和通带高选择性。

A High Selectivity Broad Stopband Balanced Filter Based on Slot Line

【技术实现步骤摘要】
一种基于槽线的高选择性宽阻带平衡滤波器
本专利技术属于平衡滤波器
，更具体地，涉及一种基于槽线的高选择性宽阻带平衡滤波器。
技术介绍
随着射频通信系统的高速发展，人们对于电路的抗干扰能力和噪声抑制水平的要求越来越高。而平衡电路作为解决这个问题的主要有效手段得到了更多的关注与研究。其中，平衡滤波器是平衡电路中最基本的器件。一个有竞争性的平衡滤波器应该能够有效地传输需要的差模信号，同时有效地抑制通带内共模信号。具有高选择性、宽阻带特性的新型平衡滤波器能够更好满足通信系统的需求，也是研究的一个趋势。为了同时获得高的选择特性和宽的阻带特性，已有的平衡滤波器技术主要如下：2017年，XinGao等人提出了一种基于具有开路或短路枝节的对称/非对称的耦合线结构平衡滤波器。题目名为：“High-selectivitywidebandbalancedfiltersusingcoupledlineswithopen/shortedstubs”，通过奇偶模电路分别实现差分带通传输特性和宽带共模抑制特性。提出的平衡滤波器一实现的性能如下：中心频率5GHz，3dB带宽22％，20dB的阻带抑制可以到2.9倍的中心频率。提出的平衡滤波器二实现的性能如下：中心频率5GHz，3dB带宽21％，25dB的阻带抑制范围可以到2.9倍的中心频率。2018年，MarcSans等人结合多段镜像对称阶跃阻抗谐振器和交指电容提出了具有宽阻带的平衡滤波器。题目名为：“Compactwidebandbalancedbandpassfilterswithverybroadcommon-modeanddifferential-modestopbands”，其同样也是基于微带奇偶模分析分别实现预期的差分传输与共模抑制。提出的平衡滤波器实现的性能如下：中心频率1.8GHz，3dB带宽为55.4％，插入损耗1dB，22dB的阻带抑制范围大于3.6倍的中心频率。2017年，Lin-PingFeng等人基于槽线谐振器加载微带枝节，提出了阻带增强的平衡滤波器。题目名为：“Strip-loadedslotlineresonatorforcompactdifferential-modebandpassfilterswithimprovedupperstopbandperformance”，由于槽线固有的全带宽内的共模抑制，设计只需要考虑电路的差模响应。提出的平衡滤波器实现的性能如下：中心频率3GHz，3dB带宽为28％，插入损耗0.67dB，20dB的阻带抑制范围小于2.3倍的中心频率。以上所提到的平衡滤波器都难以同时实现足够宽的阻带抑制范围和通带的高选择性。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种基于槽线的高选择性宽阻带平衡滤波器，旨在解决现有技术采用微带奇偶模电路或者常规槽线架构实现的差分带通传输特性和宽带共模抑制特性时，其差分传输无法同时实现阻带足够宽的抑制范围和通带内的高选择性的问题。本专利技术提供了一种基于槽线的高选择性宽阻带平衡滤波器，包括：依次设置的微带，介质基板以及导电层；微带作为信号馈线与导电层耦合，实现信号的差分传输；导电层上通过刻蚀槽线形成了通带选择模块和阻带抑制模块，通带选择模块包括：两个沿水平方向对称设置的开口环形谐振器，一个开口环形谐振器的耦合端作为通带选择模块的信号馈入端，另一个开口环形谐振器的耦合端作为通带选择模块的信号馈出端；且信号馈入端与信号馈出端关于两个开口环形谐振器的中心对称，构成开口环形谐振器的零度馈电结构；零度馈电结构在通带两侧分别引入一个零点，用于增强通带的选择特性；阻带抑制模块包括：两个沿竖直方向对称设置的槽线π型网络，用于对高频谐波的宽频率范围进行抑制，实现了超宽的阻带抑制；一个槽线π型网络与通带选择模块的信号馈入端连接，另一个槽线π型网络与通带选择模块的信号馈出端连接。更进一步地，每个开口环形谐振器的结构相同，均包括：环形槽线5b、第一耦合槽线6b、第二耦合槽线7b、第一加载槽线8b和第二加载槽线9b；环形槽线5b的一端与第一耦合槽线6b的一端连接，环形槽线5b的另一端与第二耦合槽线7b的一端连接，第一耦合槽线6b的另一端与第一加载槽线8b的一端连接，第二耦合槽线7b的另一端与第二加载槽线9b的一端连接，第一加载槽线8b的另一端以及第二加载槽线9b的另一端均与环形槽线5b互不连通。更进一步地，第一耦合槽线6b与所述第一加载槽线8b垂直设置，所述第二耦合槽线7b与所述第二加载槽线9b垂直设置。这样更优于调谐开口环形谐振器中的耦合槽线的线宽与线长，进而调谐通带的带宽等特性。更进一步地，所述第一耦合槽线6b和所述第二耦合槽线7b沿着水平方向设置，在水平方向实现均匀耦合。并且可以实现信号馈入、信号馈出的通带低损耗。更进一步地，第一加载槽线8b的线宽小于第一耦合槽线6b的线宽。更宽的耦合槽线可以在不增加耦合槽线长度条件下，实现更强的信号耦合。第一耦合槽线6b的线宽小于环形槽线5b的线宽；通过选择更宽环形槽线，可以等效出更大半径的环形槽线，相当于减小了环形槽线的半径，有效减小槽线的面积。在本专利技术实施例中，阻带抑制模块用于对高频的谐波的宽频率范围抑制，同时其对通带特性基本没有影响。阻带抑制模块包括两个沿竖直方向对称设置的槽线π型网络，其中一个与通带选择模块的馈入端连接，另一个与通带选择模块的馈出端连接。更进一步地，每个槽线π型网络结构相同，均包括：连接槽线1b、第一输入耦合槽线2b、第二输入耦合槽线3b和第三输入耦合槽线4b；连接槽线1b沿竖直方向设置，第三输入耦合槽线4b的一端与连接槽线1b的中心位置连接，第三输入耦合槽线4b的另一端与通带选择模块的馈入端连接；第一输入耦合槽线2b的一端和第二输入耦合槽线3b的一端均与连接槽线1b相连，且连接位置关于连接槽线1b的中心对称。更进一步地，第一输入耦合槽线2b、所述第二输入耦合槽线3b和所述第三输入耦合槽线4b均沿着水平方向设置，且分别与连接槽线1b垂直设置。其可以保证差分传输的对称性的同时，简化设计的复杂度。同时连接槽线1b采用纵向刻蚀，相对于常规的横向槽线短路枝节有效减小了电路的面积，进而减小辐射损耗，也有助于π型网络的连接。在本专利技术实施例中，第一输入耦合槽线2b、第二输入耦合槽线3b必须选择足够线宽与线长，从而可以有效地改善阻带抑制效果。其宽度一般大于第三耦合槽线的宽度，长度上应该满足能与第一匹配微带耦合且不与环形槽线连通。若线宽选择不合适，阻带抑制范围会严重受限。更进一步地，第一输入耦合槽线2b的长度和所述第二输入耦合槽线3b的长度满足能与第一匹配微带耦合且不与环形槽线连通。优选地，第三输入耦合槽线4b的线宽小于第一输入耦合槽线2b的线宽，第三输入耦合槽线4b的线宽小于第二耦合槽线3b的线宽。一般而言，其应该采用小线宽，实现更小的槽线特征阻抗，满足微带槽线转换中的阻抗匹配关系，实现信号更好的传输。通过本专利技术所采用的以上技术方案，与现有的技术相比，能够取得以下有益效果：(1)本专利技术通过采用两个槽线开口环形谐振器构成二阶谐振电路。其馈电结构类似微带中零度馈电架构，使得通带两侧分别额外获得一个传输零点，从而有效地增强了通带的选择特性。(2)本专利技术提出的π型本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于槽线的高选择性宽阻带平衡滤波器，其特征在于，包括：依次设置的微带(1)，介质基板(2)以及导电层(3)；所述微带(1)作为信号馈线与所述导电层(3)耦合，实现信号的差分传输；所述导电层(3)上通过刻蚀槽线形成了通带选择模块和阻带抑制模块，所述通带选择模块包括：两个沿水平方向对称设置的开口环形谐振器，一个开口环形谐振器的耦合端作为通带选择模块的信号馈入端，另一个开口环形谐振器的耦合端作为通带选择模块的信号馈出端；且所述信号馈入端与所述信号馈出端构成开口环形谐振器的零度馈电结构，所述零度馈电结构在通带两侧分别引入一个零点，用于增强通带的选择特性；所述阻带抑制模块包括：两个沿竖直方向对称设置的槽线π型网络，用于对高频谐波的宽频率范围进行抑制；一个槽线π型网络与通带选择模块的信号馈入端连接，另一个槽线π型网络与通带选择模块的信号馈出端连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于槽线的高选择性宽阻带平衡滤波器，其特征在于，包括：依次设置的微带(1)，介质基板(2)以及导电层(3)；所述微带(1)作为信号馈线与所述导电层(3)耦合，实现信号的差分传输；所述导电层(3)上通过刻蚀槽线形成了通带选择模块和阻带抑制模块，所述通带选择模块包括：两个沿水平方向对称设置的开口环形谐振器，一个开口环形谐振器的耦合端作为通带选择模块的信号馈入端，另一个开口环形谐振器的耦合端作为通带选择模块的信号馈出端；且所述信号馈入端与所述信号馈出端构成开口环形谐振器的零度馈电结构，所述零度馈电结构在通带两侧分别引入一个零点，用于增强通带的选择特性；所述阻带抑制模块包括：两个沿竖直方向对称设置的槽线π型网络，用于对高频谐波的宽频率范围进行抑制；一个槽线π型网络与通带选择模块的信号馈入端连接，另一个槽线π型网络与通带选择模块的信号馈出端连接。2.如权利要求1所述的高选择性宽阻带平衡滤波器，其特征在于，每个开口环形谐振器的结构相同，均包括：环形槽线5b、第一耦合槽线6b、第二耦合槽线7b、第一加载槽线8b和第二加载槽线9b；环形槽线5b的一端与第一耦合槽线6b的一端连接，环形槽线5b的另一端与第二耦合槽线7b的一端连接，第一耦合槽线6b的另一端与第一加载槽线8b的一端连接，第二耦合槽线7b的另一端与第二加载槽线9b的一端连接，第一加载槽线8b的另一端以及第二加载槽线9b的另一端均与环形槽线5b互不连通。3.如权利要求2所述的高选择性宽阻带平衡滤波器，其特征在于，所述第一耦合槽线6b与所述第一加载槽线8b垂直设置，所述第二耦合槽...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕晓君，曾星，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42