基于终端短路自耦合环形谐振器的窄带差分带通滤波器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于终端短路自耦合环形谐振器的窄带差分带通滤波器，包括一个终端短路自耦合环形谐振器、两条耦合微带线。本发明专利技术均采用微带线设计。本发明专利技术具有重量轻、可靠性高、性能优异、温度稳定性好、大批量生产成本低等优点，对于各频段雷达、通信及未来高速率数据无线通信均具有广阔应用前景，特别是对重量、性能、可靠性有苛刻要求的相应系统中。

【技术实现步骤摘要】
基于终端短路自耦合环形谐振器的窄带差分带通滤波器
本专利技术属于微波毫米波
，特别是一种基于终端短路自耦合环形谐振器的窄带差分带通滤波器。
技术介绍
随着现代无线通信系统的快速发展，平衡电路的需求和应用显得越来越重要。差分滤波器以其良好的抗噪声干扰和动态范围特性，在平衡电路结构中显得尤其重要。对于一个较好的差分滤波器结构而言，只有所需差模信号通过滤波结构，同时共模信号得到抑制。另外，差分滤波器必须具有较好的边缘选择特性和谐波抑制特性。近年来，人们提出了许多不同种类的差分滤波器结构，以满足窄带、双频带、或者宽带以及高共模抑制的需求。近年来，有学者首先提出了一种基于多级的宽带耦合差分带通滤波器结构，但该结构由于缺少对共模信号的抑制，因而很难作为真正的差分滤波器应用到平衡电路中去。为了克服这一缺点，一种具有良好共模抑制特性的超宽带微带差分带通滤波器被设计应用，但是了为了满足超宽带频段的要求，但是由于它多级相连，增大了整个电路体积；并且带外共模信号的抑制也不理想。为了减小体积，有学者使用了耦合谐振器和耦合线来提高共模抑制和扩展差模的上限阻带，但是它的差损又比较大。基于以上分析，我们提出了基于终端短路自耦合环形谐振器的窄带差分带通滤波器，并尚未发现其相关研究和报导。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种很高的差模通带选择性、陡峭的边带、高共模抑制、体积小、重量轻、可靠性高、易于加工以及成本低的基于终端短路自耦合环形谐振器的窄带差分带通滤波器。实现本专利技术目的的技术方案是：一种基于终端短路自耦合环形谐振器的窄带差分带通滤波器，包括终端短路自耦合环形谐振器，该终端短路自耦合环形谐振器的四条微带线按顺时针方向分别为第一微带线、第二微带线、第三微带线、第四微带线，第一微带线为长方形的上边，其中第一微带线与第三微带线上下对称，第二微带线与第四微带线左右对称，第二微带线右端设置第一金属化通孔，第一微带线与第五微带线耦合，第三微带线与第六微带线耦合，第六微带线一端口为第一输入端，另外一端口为第一输出端，第五微带线一端口为第二输入端，另一个端口为第二输出端,第五微带线与第六微带线沿TT’上下对称,其中TT’为长方形终端短路自耦合环形谐振器的中心线。本专利技术与现有技术相比，其显著优点是：1）本专利技术能够有较小的差模带内插入损耗，较大的回波损耗，平坦的群延时，较高的共模抑制；（2）电路结构简单，仅需要一个金属化通孔和几条微带线；（3）工艺上易于实现；（4）利用微带高温度稳定性和可靠性，使得元件具有高温度稳定性和高可靠性。下面结合具体实施例对本专利技术做较为详细的描述。附图说明图1是本专利技术基于终端短路自耦合环形谐振器的窄带差分带通滤波器的自耦合环形谐振器原理图。图2是本专利技术基于终端短路自耦合环形谐振器的窄带差分带通滤波器的自耦合环形谐振器共模、差模等效电路图。图3是本专利技术基于终端短路自耦合环形谐振器的窄带差分带通滤波器的自耦合环形谐振器共模、差模谐振频率对比图。图4是本专利技术基于终端短路自耦合环形谐振器的窄带差分带通滤波器的自耦合环形谐振器谐振频率与长度l1之间的关系图。图5是本专利技术基于终端短路自耦合环形谐振器的窄带差分带通滤波器的自耦合环形谐振器奇偶模参数与自耦合系数k关系图。图6是本专利技术基于终端短路自耦合环形谐振器的窄带差分带通滤波器的自耦合环形谐振器的共模、差模零点与自耦合系数k关系图图7是本专利技术基于终端短路自耦合环形谐振器的窄带差分带通滤波器的终端短路自耦合环形谐振器的频率响应图。图8是本专利技术基于终端短路自耦合环形谐振器的窄带差分带通滤波器的平衡滤波器应用频率响应图。具体实施方式本专利技术公开了一种基于终端短路自耦合环形谐振器的窄带差分带通滤波器，包括终端短路自耦合环形谐振器，该终端短路自耦合环形谐振器为长方形，该四条微带线按顺时针方向分别为第一微带线1、第二微带线2、第三微带线3、第四微带线4，第一微带线1为长方形的上边，其中第一微带线1与第三微带线3上下对称，第二微带线2与第四微带线4左右对称，第二微带线2右端设置第一金属化通孔V1，第一微带线1与第五微带线5耦合，第三微带线3与第六微带线6耦合，第六微带线6一端口为第一输入端7，另外一端口为第一输出端8，第五微带线5一端口为第二输入端7’，另一个端口为第二输出端8’,第五微带线5与第六微带线6沿TT’上下对称,其中TT’为长方形终端短路自耦合环形谐振器的中心线。所述第二微带线2右端的第一金属化通孔V1与地相连。所述自耦合环形谐振器尺寸、微带线尺寸、金属化通孔可调节。所述第五微带线5与第六微带线6的宽度相等，并大于构成长方形终端短路自耦合环形谐振器的四条微带线的宽度。该滤波器的共模和差模输入阻抗满足以下公式：式中，参数含义为：Zoe是偶模的特性阻抗，Zoo是奇模的特性阻抗，θ是第五微带线5或第六微带线6的电长度。下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述。结合图1、图2，本专利技术基于终端短路自耦合环形谐振器的窄带差分带通滤波器，包括终端短路自耦合环形谐振器，该终端短路自耦合环形谐振器的四条微带线按顺时针方向分别为第一微带线1、第二微带线2、第三微带线3、第四微带线4，第一微带线1为长方形的上边，其中第一微带线1与第三微带线3上下对称，第二微带线2与第四微带线4左右对称，第二微带线2右端设置第一金属化通孔V1，第一微带线1与第五微带线5耦合，第三微带线3与第六微带线6耦合，第六微带线6一端口为第一输入端7，另外一端口为第一输出端8，第五微带线5一端口为第二输入端7’，另一个端口为第二输出端8’,第五微带线5与第六微带线6沿TT’上下对称,其中TT’为长方形终端短路自耦合环形谐振器的中心线。所述微带线尺寸、金属化通孔的大小以及耦合间距的大小可调节，是根据不同材料的介质板和设定的工作频率来确定的。本专利技术基于终端短路自耦合环形谐振器的窄带差分带通滤波器，其工作原理简述如下：图1给出了终端短路的自耦合环形谐振器的原理图，图2给出了他的差模、共模等效电路图，Zoe，Zoo，θe和θo分别是偶模、奇模的特性阻抗和平行耦合线的电长度。假设θe=θo=θ，则可以得到共模和差模的输入阻抗如图3所示，对于共模，在θ=π/2有一个传输零点，对于差模，具有全通特性。然而，当θe≠θo时，零点fc会稍微移动，对于差模来说，此时在2fc频点处也出现了一个零点，然而这个零点是我们不希望产生的，这种现象跟非均匀电介质的微带线有关。为了验证自耦合环形谐振器对平衡带通滤波器应用的影响，将会更进一步讨论两个零点fc和fd与自耦合环形谐振器的参数之间的关系。首先，我们考虑自耦合环形谐振器长度l1的影响。图4描述了不同的长度l1对应不同的共模谐振频率fc和差模谐振频率fd。从图4中看出fc和fd都受l1长度影响，而且fd仍然等于2fc。其次，我们再考虑自耦合环形谐振器的自耦合系数k的影响。图5描述了自耦合系数k与自耦合环形谐振器偶模和奇模的特性阻抗(Zoe和Zoo)、介电常数(εe和εo)之间的变化趋势。显然易见，不同的自耦合系数k，会使特性阻抗和电长度大小变化。当k=0时，耦合效应可以忽略时，偶模和奇模参数相等。fc和fd与k之间的对应关系如图6所示。显然，fc随着k值的增大而增大，fd随着k值的增大而减小；谐振频率fd在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于终端短路自耦合环形谐振器的窄带差分带通滤波器，其特征在于，包括终端短路自耦合环形谐振器，该终端短路自耦合环形谐振器为长方形，该四条微带线按顺时针方向分别为第一微带线[1]、第二微带线[2]、第三微带线[3]、第四微带线[4]，第一微带线[1]为长方形的上边，其中第一微带线[1]与第三微带线[3]上下对称，第二微带线[2]与第四微带线[4]左右对称，第二微带线[2]右端设置第一金属化通孔[V1]，第一微带线[1]与第五微带线[5]耦合，第三微带线[3]与第六微带线[6]耦合，第六微带线[6]一端口为第一输入端[7]，另外一端口为第一输出端[8]，第五微带线[5]一端口为第二输入端[7’]，另一个端口为第二输出端[8’],第五微带线[5]与第六微带线[6]沿TT’上下对称,其中TT’为长方形终端短路自耦合环形谐振器的中心线。

【技术特征摘要】
1.一种基于终端短路自耦合环形谐振器的窄带差分带通滤波器，其特征在于，包括终端短路自耦合环形谐振器，该终端短路自耦合环形谐振器为四条微带线组成的长方形，该四条微带线按顺时针方向分别为第一微带线(1)、第二微带线(2)、第三微带线(3)、第四微带线(4)，第一微带线(1)为长方形的上边，其中第一微带线(1)与第三微带线(3)上下对称，第二微带线(2)与第四微带线(4)左右对称，第二微带线(2)右端设置第一金属化通孔(V1)，第一微带线(1)与第五微带线(5)耦合，第三微带线(3)与第六微带线(6)耦合，第六微带线(6)一端口为第一输入端(7)，另外一端口为第一输出端(8)...

【专利技术属性】
技术研发人员：康炜，沈义进，王辉，吴文，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32