一种基于级联四个谐振器的平面带通滤波器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于级联四个谐振器的平面带通滤波器，包括输入馈线、输出馈线、四分之一波长第一谐振器和第四谐振器以及四分之三波长第二谐振器和第三谐振器；第一谐振器、第二谐振器、第三谐振器和第四谐振器依次级联形成环形结构；第一谐振器和第四谐振器分别与输入馈线和输出馈线对应平行，分别构成第一耦合结构和第五耦合结构；第一谐振器和第二谐振器连接第一接地通孔，构成第二耦合结构；第三谐振器一端和第四谐振器的一端与第二接地通孔连接，构成第四耦合结构；第二谐振器和第三谐振器之间存在耦合间隙，构成第三耦合结构；第一谐振器和第四谐振器端口之间存在耦合间隙，构成第六耦合结构。具有频率选择性高及带内插入损耗小的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于级联四个谐振器的平面带通滤波器
本专利技术涉及一种带通滤波器，特别涉及一种基于级联四个谐振器的平面带通滤波器。
技术介绍
射频/微波滤波器是现代微波中继通信、卫星通信、无线通信和电子对抗等系统必不可少的组成部分，同时也是最为重要和技术含量最高的微波无源器件。带通滤波器作为电路系统里重要的组成部分之一，其性能的优劣很大程度决定了系统的工作质量。带通滤波器主要工作于通信系统射频前端，用于低损耗通过某一频率范围内的有用信号，而将其他频率范围的频率分量衰减到极低水平。然而，随着现代通信需求的高速发展，可利用的频谱资源日益紧张，因此对滤波器频率选择特性的要求越来越高。为了提高通信容量和避免相邻信道间的干扰，要求滤波器必须有陡峭的带外抑制；为了提高信噪比，要求通带内要有低的插入损耗；而为了减小信号的失真，要求通带内有平坦的幅频特性和群延时特性；为了满足现代通信终端小型化趋势，要求滤波器有更小的体积与重量。传统的巴特沃斯和切比雪夫滤波器已经难以满足这些要求，引入具有有限传输零点的交叉耦合结构的滤波器是目前最常用也是最佳的选择。与传统滤波器相比，这种滤波器不仅能够满足通带外的高选择特性，同时能够减少谐振腔的个数，降低设计成本和滤波器体积。目前为止，已经有很多学者提出了具有交叉耦合结构的微波带通滤波器，其中有些的确展现出良好的性能:带内插入损耗较小、选择性较高等。然而，有些结构却采用了过高的阶数使得滤波器体积过大，不利于集成。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种频率选择性更高、带内损耗更小以及体积小的基于级联四个谐振器的平面带通滤波器。本专利技术在谐振器之间引入了可控的交叉耦合，使得通带外产生多个传输零点，从而达到快速滚降，提高选择性的目的。本专利技术的目的通过下述技术方案实现:一种基于级联四个谐振器的平面带通滤波器，包括输入馈线和输出馈线；所述滤波器还包括结构相同且位置对称的四分之一波长第一谐振器和第四谐振器以及结构相同且位置对称的四分之三波长第二谐振器和第三谐振器；所述第一谐振器、第二谐振器、第三谐振器和第四谐振器依次级联形成一个环形结构；所述第一谐振器和第四谐振器分别与输入馈线和输出馈线一一对应平行；并且所述第一谐振器与输入馈线之间存在间隙，构成第一稱合结构；所述第一谐振器一端和第二谐振器的一端连接第一接地通孔，所述第一接地通孔为第一谐振器与第二谐振器之间引入磁耦合，构成第二耦合结构；所述第二谐振器和第三谐振器之间存在耦合间隙，构成第三耦合结构；所述第三谐振器一端和第四谐振器的一端与第二接地通孔连接；所述第二接地通孔为第三谐振器与第四谐振器之间引入磁耦合，构成第四耦合结构；所述第四谐振器与输出馈线之间存在间隙，构成第五耦合结构；所述第一谐振器和第四谐振器端口之间存在耦合间隙，构成第六耦合结构。优选的，所述第一谐振器和第四谐振器均为一条微带线，作为第一谐振器的微带线和作为第四谐振器的微带线的其中一个端口分别与第一接地通孔和第二接地通孔连接，两条微带线另一个端口之间存在一个间隙，构成所述第六耦合结构；其中两条微带线对称设置且处于同一直线上。优选的，所述第二谐振器和第三谐振器均由依次连接的第一微带线、第二微带线、第三微带线、第四微带线、第五微带线和第六微带线组成，其中上述互相连接的微带线之间的夹角为90度；所述第二谐振器和第三谐振器通过第一微带线分别与第一接地通孔和第二接地通孔对应连接，所述第二谐振器和第三谐振器之间存在一个耦合间隙即为第二谐振器和第三谐振器第五微带线之间存在耦合间隙，构成了所述第三耦合结构。更进一步的，所述第一谐振器与第二谐振器的第一微带线之间的夹角为90度，所述第二谐振器的第二微带线与第一谐振器之间存在耦合间隙，与第一接地通孔一起构成所述第二耦合结构；所述第四谐振器与第三谐振器的第一微带线之间的夹角为90度，所述第三谐振器的第二微带线与第四谐振器之间存在耦合间隙，与第二接地通孔一起构成所述第四耦合结构；所述第二谐振器与第一谐振器之间的耦合间隙以及第三谐振器与第四谐振器之间的耦合间隙的宽度均为第二谐振器和第三谐振器的第一微带线的长度。优选的，所述第二谐振器和第三谐振器之间耦合间隙的起始位置为:从第二谐振器和第三谐振器短路端起算在第二谐振器和第三谐振器总长度的三分之二处。优选的，所述输入馈线和输出馈线均由依次连接的第七微带线、第八微带线和第九微带线连接；所述电磁波从输入馈线的第七微带线馈入，从输出馈线的第七微带线馈出；所述第七微带线、第八微带线和第九微带线连接成一个“7”型结构，第七微带线与第八微带线之间形成一个钝角，第八微带线和第九微带线之间形成一个锐角；其中输入馈线和输出馈线对称设置，输入馈线的第九微带线与第一谐振器平行，输出馈线的第九微带线与第四谐振器平行；优选的，输入馈线第九微带线的端口和输出馈线第九微带线的端口之间存在一个耦合间隙，构成所述第七耦合结构。优选的，所述输入馈线的输入端口和输出馈线的输出端口均为50欧姆的匹配阻抗。优选的，所述平面带通滤波器以印刷电路板的方式制作在双面覆铜微带基板上，其中微带基板的另外一面是覆铜接地板。本专利技术相对于现有技术具有如下的优点及效果:(I)本专利技术的平面滤波器由两个四分之一波长谐振器和两个四分之三波长谐振器级联组成，具有体积小容易集成的优点。另外输入馈线和输出馈线与第一谐振器和第四谐振器之间分别构成耦合结构，谐振器之间也分别构成耦合结构，通过调整谐振器之间以及谐振器与输入馈线和输出馈线之间的磁耦合以及电耦合强度，使得滤波器的带宽在一定范围内得到调节，从而能够方便的控制滤波器的带宽。本专利技术中通过在第一谐振器与第四谐振器之间引入了可控的交叉耦合，从而使得本专利技术滤波器的通带两侧产生多个传输零点，极大提高了滤波器的带外抑制效果，大大提高了本专利技术滤波器的频率选择特性，同时具有带内插入损耗小的优点。(2)本专利技术的平面滤波器还通过在输入馈线与输出馈线之间弓I入交叉耦合，从而使得滤波器的通带两侧产生更加多的传输零点，进一步提到了本专利技术滤波器的频率选择特性。(3)本专利技术的平面滤波器采用的是微带形式，因此具有设计灵活、成本低、体积小以及便于集成的优点。【附图说明】图1是本专利技术平面带通滤波器的结构示意图。图2是本专利技术平面带通滤波器在1.2GHz到4.8GHz频率范围内的插入损耗和回波损耗。图3是本专利技术平面带通滤波器在IGHz到IOGHz频率范围内的插入损耗和回波损耗。【具体实施方式】下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例如图1所示，本实施例公开了一种基于级联四个谐振器的平面带通滤波器，其中本实施例的平面带通滤波器以印刷电路板的方式制作在双面覆铜微带基板I上，微带基板I的另外一面是覆铜接地板，该微带基板的相对介电常数为2.55，介质高度为0.80mm。本实施例平面带通滤波器包括结构相同且位置对称的输入馈线2和输出馈线3、结构相同且位置对称的四分之一波长第一谐振器4和第四谐振器5以及结构相同且位置对称的四分之三波长第二谐振器6和第三谐振器7 ;其中第一谐振器4、第二谐振器6、第三谐振器7和第四谐振器5依次级联形成一个环形结构；本实施例中输入馈线2和输出馈线3均由依次连接的第七微带线、第八微带线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于级联四个谐振器的平面带通滤波器，包括输入馈线和输出馈线；其特征在于，所述滤波器还包括结构相同且位置对称的四分之一波长第一谐振器和第四谐振器以及结构相同且位置对称的四分之三波长第二谐振器和第三谐振器；所述第一谐振器、第二谐振器、第三谐振器和第四谐振器依次级联形成一个环形结构；所述第一谐振器与输入馈线平行，并且所述第一谐振器与输入馈线之间存在间隙，构成第一耦合结构；所述第一谐振器一端和第二谐振器的一端连接第一接地通孔，所述第一接地通孔为第一谐振器与第二谐振器之间引入磁耦合，构成第二耦合结构；所述第二谐振器和第三谐振器之间存在耦合间隙，构成第三耦合结构；所述第三谐振器一端和第四谐振器的一端与第二接地通孔连接；所述第二接地通孔为第三谐振器与第四谐振器之间引入磁耦合，构成第四耦合结构；所述第四谐振器与输出馈线平行，并且所述第四谐振器与输出馈线之间存在间隙，构成第五耦合结构；所述第一谐振器和第四谐振器端口之间存在耦合间隙，构成第六耦合结构。

【技术特征摘要】
1.一种基于级联四个谐振器的平面带通滤波器，包括输入馈线和输出馈线；其特征在于，所述滤波器还包括结构相同且位置对称的四分之一波长第一谐振器和第四谐振器以及结构相同且位置对称的四分之三波长第二谐振器和第三谐振器；所述第一谐振器、第二谐振器、第三谐振器和第四谐振器依次级联形成一个环形结构； 所述第一谐振器与输入馈线平行，并且所述第一谐振器与输入馈线之间存在间隙，构成第一稱合结构； 所述第一谐振器一端和第二谐振器的一端连接第一接地通孔，所述第一接地通孔为第一谐振器与第二谐振器之间引入磁耦合，构成第二耦合结构； 所述第二谐振器和第三谐振器之间存在耦合间隙，构成第三耦合结构； 所述第三谐振器一端和第四谐振器的一端与第二接地通孔连接；所述第二接地通孔为第三谐振器与第四谐振器之间引入磁耦合，构成第四耦合结构； 所述第四谐振器与输出馈线平行，并且所述第四谐振器与输出馈线之间存在间隙，构成第五稱合结构； 所述第一谐振器和第四谐振器端口之间存在耦合间隙，构成第六耦合结构。2.根据权利要求1所述的基于级联四个谐振器的平面带通滤波器，其特征在于，所述第一谐振器和第四谐振器均为一条微带线，作为第一谐振器的微带线和作为第四谐振器的微带线的其中一个端口分别与第一接地通孔和第二接地通孔连接，两条微带线另一个端口之间存在一个间隙，构成所述第六耦合结构；其中两条微带线对称设置且处于同一直线上。3.根据权利要求1所述的基于级联四个谐振器的平面带通滤波器，其特征在于，所述第二谐振器和第三谐振器均由依次连接的第一微带线、第二微带线、第三微带线、第四微带线、第五微带线和第六微带线组成，其中上述互相连接的微带线之间的夹角为90度； 所述第二谐振器和第三谐振器通过第一微带线分别与第一接地通孔和第二接地通孔对应连接，所述第二谐振器和第三谐振器之间存在一个耦合间隙即为第二谐振器和第三谐振器第五微带线之间存在耦合间隙，构成了所述第三耦合结构。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈付昌，陈健锋，涂治红，褚庆昕，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44