一种基于电磁混合耦合的微带滤波器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于电磁混合耦合的微带滤波器，包括微带板，还包括设置在微带板上的接地的金属化通孔、第一谐振器、第二谐振器、第三谐振器、输入端口馈线和输出端口馈线，所述第一、第二、第三谐振器的一端与金属化通孔相连，第一谐振器、第三谐振器以第二谐振器为中心线对称设置，输入端口馈线、输出端口馈线分别对称设置在第一谐振器、第三谐振器的外侧。本发明专利技术的微带滤波器，能够调节磁耦合和电耦合的强度，进而可以灵活地控制滤波器的带宽，且体积小。

【技术实现步骤摘要】
-种基于电磁混合耦合的微带滤波器
本专利技术涉及微波滤波器，特别涉及一种基于电磁混合耦合的微带滤波器。
技术介绍
近年来，无线通信的高速发展、3G技术的普及、4G的到来，都标志着无线技术将迎 来一个蓬勃发展的高峰期。同时随着无线电子产品在人民生活中的普及，小型化、成本低已 经成为了电子产品的趋势。另一方面，随着电子信息的迅猛发展，日趋紧张的频谱资源更加 匮乏，为提高通信容量及降低相邻信道间信号串扰，对滤波器的选择性及集成化等提出了 更高的要求。而微带滤波器则满足了这一些要求。 微带滤波器作为微波通信系统中的重要器件，其小型化的结构及高性能的特点推 动了它的应用，现已广泛应用于商业和军事领域，如微波滤波器是为移动通信、卫星通信、 雷达、电子战争和远距离遥感等。 现有技术中，2009年7月，褚庆昕和王欢申请公开了可控电磁耦合微带开口环谐 振器滤波器的专利，采用的是微带开口环谐振器，但是电耦合和磁耦合是相互交织，并不 是独立的。 2012年5月，华南理工大学的欧阳霄发表了题为混合电磁耦合滤波器研究的硕 士学位论文，采用了混合电磁耦合开口环滤波器，其中电耦合和磁耦合同样不能独立调节。 因此，人们有需求设计一种新的电耦合磁耦合可控的微带滤波器。
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，提供一种基于电磁混合稱合的微 带滤波器，其具有设计灵活，体积小，成本低，特性好的特点，并且通过引入可控的电耦合和 磁耦合，可以灵活控制带宽，能对滤波器带宽进行较大范围调节。 本专利技术的目的通过以下的技术方案实现： -种基于电磁混合耦合的微带滤波器，包括微带板，还包括设置在微带板上的接 地的金属化通孔、第一谐振器、第二谐振器、第三谐振器、输入端口馈线和输出端口馈线，所 述第一、第二、第三谐振器的一端与金属化通孔相连，第一谐振器、第三谐振器以第二谐振 器为中心线对称设置，输入端口馈线、输出端口馈线分别对称设置在第一谐振器、第三谐振 器的外侧。 所述的第一谐振器、第二谐振器、第三谐振器为四分之一波长短路谐振器，输入端 口馈线的输入端口和输出端口馈线的输出端口分别位于第一谐振器、第三谐振器靠近开路 端的四分之一谐振器长度处。 所述的第二谐振器的开路端由两段传输线并联而成。能够缩短第二谐振器的尺 寸。 所述的第一谐振器、第三谐振器的开路端，以及输入端口馈线、输出端口馈线的端 口均折叠为L形。能够缩小微带滤波器的体积。 所述的输入端口馈线、输出端口馈线的端口均为50欧姆的匹配阻抗。 所述的微带板为双面覆铜微带板，所述的微带滤波器以印刷电路板的方式制作在 微带板的一面，微带板的另一面接地。 所述的金属化通孔通过焊锡与微带板接地的一面连接。 本专利技术与现有技术相比，具有如下优点和有益效果： 1、微带滤波器的外部品质因素可以通过改变输入端口馈线、输出端口馈线的长 度，以及馈线与谐振器之间的耦合调节。 2、三个四分之一谐振器共用一个接地通孔（即金属化通孔），改变通孔大小可以 有效地控制磁耦合的强度，进而控制滤波器带宽；第一谐振器与第二谐振器的开路端之间、 第三谐振器与第二谐振器的开路端之间存在电耦合，调节它们之间的间隙可以有效控制电 耦合。调节磁耦合和电耦合的强度可以灵活地控制滤波器的带宽。 3、本专利技术在谐振器的开路端引入独立可控电耦合，电耦合和磁耦合可以相互抵 消，该结构非常适合设计窄带带通滤波器。 4、由于滤波器为微带结构，体积小、重量轻、成本低、适合工业批量生产，所以滤波 器具备结构简单、生产成本低的优点。 【附图说明】 图1为本专利技术所述的一种基于电磁混合耦合的微带滤波器的结构示意图； 图2为图1所述微带滤波器的结构参数标注图； 图3为图1所述微带滤波器在不同通孔直径回波损耗仿真结果图； 图4为图1所述微带滤波器在不同通孔直径下插入损耗仿真结果图； 图5为图1所述微带滤波器在不同耦合间隙下直径回波损耗仿真结果图； 图6为图1所述微带滤波器在不同耦合间隙下插入损耗仿真结果图。 【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。 如图1、2,一种基于电磁混合耦合的微带滤波器，包括微带板1，还包括设置在微 带板1上的接地的金属化通孔3、第一谐振器4、第二谐振器5、第三谐振器6、输入端口馈线 10和输出端口馈线2,所述第一、第二、第三谐振器的一端与金属化通孔3相连，第一谐振器 4、第三谐振器6以第二谐振器5为中心线对称设置，输入端口馈线10、输出端口馈线2分别 对称设置在第一谐振器4、第三谐振器6的外侧； 所述的第一谐振器4、第二谐振器5、第三谐振器6为四分之一波长短路谐振器，输 入端口馈线10的输入端口和输出端口馈线2的输出端口分别位于第一谐振器4、第三谐振 器6靠近开路端的四分之一谐振器长度处； 所述的第二谐振器5的开路端由两段传输线7、8并联而成，两端传输线7、8与第 一谐振器4、第三谐振器6之间存在间隙9 ; 所述的第一谐振器4、第三谐振器6的开路端，以及输入端口馈线10、输出端口馈 线2的端口均折叠为L形； 所述的输入端口馈线、输出端口馈线的端口均为50欧姆的匹配阻抗； 所述的微带板1为双面覆铜微带板，所述的微带滤波器以印刷电路板的方式制作 在微带板1的一面，微带板的另一面接地； 所述的金属化通孔3通过焊锡与微带板1接地的一面连接。 使用三维仿真软件ZELAND IE3D对滤波器进行仿真，本专利技术设计的滤波器使用的 微带基板的相对介电常数为2. 55,介质高度为0. 8,如图2,滤波器的主要结构参数为：L2 = 13. 05mm, L3 = 2. 50mm, L4 = 1. 15mm, W1 = 1mm, W2 = 0· 15mm。另外 LI 为输入端口馈线长 度，L5为第三谐振器的长度，，L6为传输线8的长度，SI为输入端口馈线与第一谐振器的间 隙，S2为传输线7与第一谐振器的间隙，W3为输出端口馈线的宽度，D为金属化通孔的直 径。 图3、图4显示了不同通孔直径下滤波器的散射参数仿真结果，其中图3显示微 带滤波器在不同通孔直径回波损耗仿真结果，其中心频率为3GHz，横轴表示本专利技术中微带 滤波器的信号频率，纵轴表示滤波器的回波损耗（S11)，回波损耗表示该端口信号的输入 功率与信号的反射功率之间的关系，其相应的数学函数如下：反射功率/入射功率== 20*log|Sll|。图4显示微带滤波器在不同通孔直径下插入损耗（S21)仿真结果，插入损 耗表示一个信号的输入功率与另一个端口信号的输出功率之间的关系，其相应的数学函数 为：输出功率/输入功率（dB) = 20*log | S211。 有图3、图4可知：增加通孔的半径D，谐振器间的磁耦合变小，滤波器带宽变窄。 图5、6显示了不同耦合间隙下（S2)滤波器的散射参数仿真结果，其中心频率为 3GHz。图5是回波损耗仿真结果，图6是插入损耗仿真结果，由图5、图6可知，减小稱合间 隙S2,谐振器间的电耦合变大，可以抵消部分磁耦合，滤波器带宽变窄。 上述实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于电磁混合耦合的微带滤波器，包括微带板，其特征在于：还包括设置在微带板上的接地的金属化通孔、第一谐振器、第二谐振器、第三谐振器、输入端口馈线和输出端口馈线，所述第一、第二、第三谐振器的一端与金属化通孔相连，第一谐振器、第三谐振器以第二谐振器为中心线对称设置，输入端口馈线、输出端口馈线分别对称设置在第一谐振器、第三谐振器的外侧。

【技术特征摘要】
1. 一种基于电磁混合耦合的微带滤波器，包括微带板，其特征在于：还包括设置在微 带板上的接地的金属化通孔、第一谐振器、第二谐振器、第三谐振器、输入端口馈线和输出 端口馈线，所述第一、第二、第三谐振器的一端与金属化通孔相连，第一谐振器、第三谐振器 以第二谐振器为中心线对称设置，输入端口馈线、输出端口馈线分别对称设置在第一谐振 器、第三谐振器的外侧。2. 根据权利要求1所述的基于电磁混合耦合的微带滤波器，其特征在于：所述的第一 谐振器、第二谐振器、第三谐振器为四分之一波长短路谐振器，输入端口馈线的输入端口和 输出端口馈线的输出端口分别位于第一谐振器、第三谐振器靠近开路端的四分之一谐振器 长度处。3. 根据权利要求1所述的基于电磁混合耦合的微带滤...

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