本实用新型专利技术公开了可用于四个无线通信频段系统的小型化四通带平面滤波器，其上层微带结构包括两个谐振器、输入输出端口及馈电线，两个谐振器分别为八模式谐振器和中心位置加载有短路枝节的谐振器，八模式谐振器用于产生八个谐振模式，其中四个相同的谐振模式通过引入谐振器枝节间的耦合分离开来，形成一个带宽较宽的通频带，用来覆盖5G Wi-Fi频段，剩余四个谐振模式分别用来覆盖DCS频段和WLAN频段，从而形成了三个通频带；位于馈电线一侧的所述中心位置加载有短路枝节的谐振器用于产生两个谐振频率，形成另外一个通带。本实用新型专利技术可用于各类射频前端系统中，相比于目前的平面滤波器而言，更有利于器件的集成化和小型化。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及可应用于射频前端电路的多频段带通滤波器，具体涉及应用于DCSWLANWiMAX5G W1-Fi系统的小型化四通带平面滤波器。
技术介绍
随着信息产业的飞速发展，各种通信系统不断涌现，无线通信技术的飞速发展以及全球通信频段的日益紧张更是对微波滤波器提出了更加严格的要求。目前，5G W1-Fi引起了广泛的关注，5G W1-Fi的频带为5.15-5.85 GHz，这就需要相对较宽的带宽来满足无线通信的需求，因此设计一款能既能够覆盖5G W1-Fi频段，同时也能够兼容DCS、WLAN、WiMAX频段的平面滤波器迫在眉睫。目前很少有多频滤波器涉及覆盖5GW1-Fi频段，因为该频段需要相对较宽的带宽，同时也要兼顾好其它通带的性能，因此受到学者们的广泛关注。国内外学者已经开始重视这个方向并做了一些探索。在多频带的滤波电路方面，常规做法有两种:一是使用多个谐振器或者多种谐振器，已有很多研究成果，但是，多种或者多个谐振器组成的谐振电路使得电路的实际尺寸过大，不利于电路的小型化发展趋势，二是使用多个模式的谐振器，虽然在一定程度上节省了电路的尺寸，但是由于5G W1-Fi的带宽要求，能够覆盖整个5G W1-Fi频段的多模式谐振器还很少在相关研究及文献中发现。在文献《Q.-X.Chu, Z.C.Zhangand F.C.Chen，“Compact quad-band filter using stub-loaded quarter-wavelengthresonators and stub-loaded half-wavelength SIRs，” Internat1nal MicrowaveSymposium, pp.1-3, 2014》中的 5G W1-Fi 频段为 5.62-5.896 GHz，不能满足 5G W1-Fi频段的需求，而且，DCS (1.8 GHz)频段和WLAN (2.45 GHz)频段之间没有传输零点，使其通带的选择性很差。而文献《C.-M.Cheng and C.F.Yang, “Develop quad-band(1.57/2.45/3.5/5.2 GHz) bandpass filters on the ceramic substrate,，，IEEEMicrow.Wireless Compon.Lett.vol.20, n0.5, pp.268-270，May.2010》中实现了5G W1-Fi频段的覆盖，然而WLAN (2.45 GHz)频段和W1-MAX(3.5 GHz)频段的带宽分别为760MHz和380MHz，远远超过了所需的带宽。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术存在的上述不足，提出了一种可用于四个无线通信频段系统的小型化四通带平面滤波器。本技术中，该滤波器的四个工作频段的中心频率分别为1.8 GHz(DCS工作频段)、2.45 GHz (WLAN工作频段)、3.5 GHz (WiMAX工作频段)和5.15-5.85 GHz (5G W1-Fi工作频段)；既能够满足无线通信系统对微波器件小型化的需求(19.8 mmX 15.8 mm),同时各个工作频带的带宽能够很好的覆盖所需的频率段，而且各个频带的通带内插损小，通带间的选择性好，通带外的抑制高；该滤波器是由输入输出馈电线和两个谐振器组成，两个谐振器分别是短路枝节中心加载谐振器和一种新型的八模式谐振器，两个谐振器相互独立；八模式谐振器产生八个谐振模式形成三个通频带，短路枝节中心加载谐振器产生两个谐振模式形成一个通带；此外，馈电线采用勾型结构引入源负载耦合，产生传输零点，使得本技术不但具有很高的选择性，阻带抑制效果也很好；本技术可用于各类射频前端系统中，相比于目前的平面滤波器而言，更有利于器件的集成化和小型化。为实现本技术目的，本技术采用的技术方案如下。可用于四个无线通信频段系统的小型化四通带平面滤波器，所述四个无线通信频段系统为DCS/WLAN/WiMAX/5G W1-Fi系统，所述小型化四通带平面滤波器包括上层微带结构、中间介质基板和底层金属地板；上层微带结构为上下中心对称结构，包括两个谐振器、输入输出端口及馈电线，两个谐振器分别为八模式谐振器和中心位置加载有短路枝节的谐振器，两个谐振器之间相互独立；八模式谐振器用于产生八个谐振模式，其中四个相同的谐振模式通过引入谐振器枝节间的耦合分离开来，形成一个带宽较宽的通频带，用来覆盖5GW1-Fi (5.15-5.85GHz)频段，剩余四个谐振模式分别用来覆盖DCS (1.8GHz)频段和WLAN(2.45GHz)频段，从而形成了三个通频带；同时，位于馈电线一侧的所述中心位置加载有短路枝节的谐振器用于产生两个谐振频率，形成另外一个通带，中心位置加载有短路枝节的谐振器嵌入在八模式谐振器的两个枝节之间，因此并没有增加电路的实际尺寸。进一步的，所述上层微带结构的上下对称电路结构中，位于上半部分的对称电路结构由Ι/P端口、第一馈电线以及所述两个谐振器的组成；所述馈电线为由第一微带线、第二微带线、第三微带线、第四微带线、第五微带线顺次连接构成的微带线，第二微带线、第三微带线、第四微带线、第五微带线呈矩形走势连接形成勾型结构；中心位置加载有短路枝节的谐振器的上半部分由第六微带线、第七微带线、第八微带线、第九微带线以及作为短路枝节的第十微带线构成的微带线；八模式谐振器的上半部分包括顺次连接的第十一微带线、第十二微带线、第十三微带线、第十四微带线，顺次连接的第十五馈电线、第十六微带线、第十七微带线、第十八微带线、第十九微带线，和顺次连接的第二十微带线、第二十一微带线、第二十二谐振器、第二十三微带线、第二十四微带线、第二十五微带线，第二十五微带线末端即上下对称电路结构的对称轴上连接有作为短路枝节的第二十六微带线；所述第二十四微带线还与第十七微带线、第十八微带线之间的连接端连接。进一步的，第六微带线、第七微带线、第八微带线、第九微带线顺次呈矩形走势连接形成勾型结构，作为短路枝节的第十微带线加载在第九微带线的末端即上下对称电路结构的对称轴上。进一步的，层微带结构的电路的拓扑结构中具有四个枝节耦合区域，用来调节通频带的带宽；此外，馈电线采用勾型结构引入源负载耦合，增加了信号的传输路径，从而产生了多个传输零点，使四个通频带均具有很高的选择性；分别为第一耦合区域、第二耦合区域、第三耦合区域和第四耦合区域；第一耦合区域包括第十四微带线和第十五微带线；第二耦合区域包括第十九微带线及与第十九微带线对称的部分；第三耦合区域与第一耦合区域上下对称；第四耦合区域包括第六微带线及与第六微带线对称的部分；通过调节这四个耦合区域的耦合强度，可调节通频带的带宽；耦合强度的大小可通过调节第一耦合区域中第十四微带线和第十五微带线的间距和长度、第二耦合区域中第十九微带线和与第十九微带线对称的下部分微带线间的间距和长度、第四耦合区域中第六微带线和与第六微带线对称的下部分微带线间的间距和长度来控制，第三耦合区域和第一耦合区域上下对称，调节的原理相同。进一步的，所述勾型结构中第四微带线和与第四微带线对称的微带线之间形成源负载耦合，增加了信号传输的路径，从而产生多个传输零点，使本文档来自技高网...
【技术保护点】
可用于四个无线通信频段系统的小型化四通带平面滤波器，所述四个无线通信频段系统为DCS/WLAN/WiMAX/5G Wi‑Fi系统，所述小型化四通带平面滤波器包括上层微带结构、中间介质基板和底层金属地板；其特征在于：上层微带结构为上下中心对称结构，包括两个谐振器、输入输出端口及馈电线，两个谐振器分别为八模式谐振器和中心位置加载有短路枝节的谐振器，两个谐振器之间相互独立；八模式谐振器用于产生八个谐振模式，其中四个相同的谐振模式通过引入谐振器枝节间的耦合分离开来，形成一个带宽较宽的通频带，用来覆盖5G Wi‑Fi频段，剩余四个谐振模式分别用来覆盖DCS频段和WLAN频段，从而形成了三个通频带；位于馈电线一侧的所述中心位置加载有短路枝节的谐振器用于产生两个谐振频率，形成另外一个通带，中心位置加载有短路枝节的谐振器嵌入在八模式谐振器的两个枝节之间。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵小兰，张垚，章秀银，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：广东;44
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