基于平行耦合线和开路枝节的差分滤波器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于平行耦合线和开路枝节的差分滤波器，包括介质基板(1)、设于介质基板(1)底面的接地板(2)以及设于介质基板(1)表面的金属微带线(3)，还包括：设于介质基板(1)的接地金属(4)；所述的金属微带线(3)形成耦合微带线结构与开路枝节结构，并且所述的开路枝节结构左右对称；所述的接地金属(4)分别与接地板(2)及耦合微带线结构的其中一侧的金属微带线(3)的中点连接。本实用新型专利技术中所提出的新的差分滤波器结构，设计过程简单，可以在差模性能中实现对高次谐波的抑制；同时在共模抑制(在微带线中间通过接地方式(即设置接地金属)实现共模抑制)方面也可以实现较宽频带的抑制。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种差分带通滤波器，尤其涉及一种基于平行耦合线和开路枝节的差分滤波器。
技术介绍
平行耦合线结构由于其简单的设计流程，容易加工等优点，广泛地应用到滤波器设计中。在平行耦合线带通滤波器的基础上,引伸和发展了多种变型结构：发夹型带通滤波器、抽头线型带通滤波器、分裂环谐振器式带通滤波器等。在这些耦合滤波器中，耦合线分为全部耦合和部分耦合。全部耦合包括终端开路的平行耦合线、终端短路的平行耦合线。部分耦合，一般耦合部分为两端，中间部分没有耦合。崔冬暖通过不同电长度和不同特征阻抗的并联微带线设计了宽带带阻滤波器；祝雷等人通过终端开路的耦合阶梯阻抗谐振器设计了双通带滤波器。差分滤波器由于能够减小系统中的电磁干扰、噪声等，而广泛地应用到微波系统中。毛金荣提出了部分对称平行耦合阶梯阻抗谐振器，耦合部分是阶梯阻抗谐振器的两端，中间没有耦合，并基于该结构设计了一个差分滤波器；邓宏伟提出了微带馈电线和接地缝隙的耦合结构，并基于该结构设计了宽带差分滤波器；王辉基于终端短路的耦合环形结构设计了差分带通滤波器，同时通过相同电长度，不同特征阻抗的并联微带线设计了差分宽带带通滤波器；王晓华将四分之一波长耦合微带线应用到差分滤波器设计中，通过简单的结构实现了宽带差分滤波器的设计。现有的简单结构滤波器，易于设计和实现，但是其不能实现对高次谐波的抑制，因而仍需继续进行研究。
技术实现思路
本技术的目的在于，提供一种基于平行耦合线和开路枝节的差分滤波器，该滤波器的结构不仅简单，而且还可以实现对高次谐波的抑制，以及同时实现较好的共模抑制。为解决上述技术问题，本技术采用如下的技术方案：基于平行耦合线和开路枝节的差分滤波器，包括介质基板、设于介质基板底面的接地板以及设于介质基板表面的金属微带线，还包括：设于介质基板的接地金属；所述的金属微带线形成耦合微带线结构与开路枝节结构，并且所述的开路枝节结构左右对称；所述的接地金属分别与接地板及耦合微带线结构的其中一侧的金属微带线的中点连接。优选的，所述的开路枝节结构的一侧包括A微带线、B微带线、D微带线、E微带线，另一侧包括H微带线、I微带线、K微带线、L微带线；所述的耦合微带线结构包括C微带线和J微带线，所述的C微带线和J微带线平行，B微带线的两端分别与A微带线和C微带线的上端连接，D微带线的两端分别与E微带线和C微带线的下端连接，所述的A微带线、E微带线分别与C微带线平行，B微带线与D微带线平行并且B微带线分别与A微带线和C微带线垂直，D微带线分别与E微带线和C微带线垂直；所述的I微带线的两端分别与H微带线和J微带线的上端连接，K微带线的两端分别与L微带线和J微带线的下端连接，所述的H微带线、L微带线分别与J微带线平行，I微带线与K微带线平行，并且I微带线分别与H微带线和J微带线垂直，K微带线分别与J微带线和L微带线垂直，通过采用该结构的差分滤波器，从而可以更精确的实现共模抑制，同时实现对高次谐波的抑制。更优选的，所述的A微带线、E微带线、H微带线、L微带线、B微带线、D微带线、I微带线、K微带线、C微带线和J微带线的线宽均相等，并且所述的A微带线、E微带线、H微带线和L微带线的长度相等；所述的B微带线、D微带线、I微带线和K微带线的长度相等；所述的C微带线和J微带线长度相等，从而可以使得形成耦合微带线结构与开路枝节结构的金属微带线的总长度的四分之一为四分之一波长，并且利用该条件所制备得到的差分滤波器的高次谐波的抑制效果和共模抑制效果比较好；另外，所述的线宽取不同数值时，第一次谐波出现的位置也不一样。前述的基于平行耦合线和开路枝节的差分滤波器中，还包括：F微带线、G微带线、M微带线和N微带线，所述的F微带线和G微带线的右端与C微带线连接，设于接地金属的两侧并且均与C微带线垂直；M微带线和N微带线的左端与J微带线连接，设于J微带线中点的两侧并且均与J微带线垂直；所述的F微带线、G微带线、M微带线、和N微带线长度及线宽相等；所述的F微带线和G微带线之间的距离与M微带线和N微带线之间的距离相等，并且F微带线与M微带线处于同一水平面上，G微带线与N微带线处于同一水平面上，通过设置滤波器的馈电端，从而可以方便滤波器与其他元件进行连接。优选的，所述的G微带线与C微带线的连接处到接地金属之间的微带线的电长度、G微带线与C微带线的连接处到B微带线与C微带线的连接处之间的微带线的电长度及A微带线与B微带线的微带线之和的电长度成倍数关系，根据三角函数倍角公式，可以使得设计参数减小，实现利用简单的设计方法验证了本技术的差分滤波器的高次谐波抑制效果及共模抑制效果。上述的基于平行耦合线和开路枝节的差分滤波器中，形成耦合微带线结构与开路枝节结构的金属微带线的总长度的四分之一为四分之一波长，从而可以使得参数少一些，便于设计相应的差分滤波器。优选的，本技术中所述的差分滤波器的差模通带带宽通过C微带线和J微带线之间的缝隙宽度g实现调控。本技术中，所述差分带通滤波器的差模谐振中心频率其中，f为差模谐振中心频率，θ为微带线的电长度，v为电磁波的传播速度，l为微带线的物理长度，由于在设计滤波器的时候中心频率是其中的一个设计指标，根据以上公式，从而可以根据中心频率得到微带线的电长度，进而由电长度确定微带线的实际长度。优选的，所述的介质基板的介电常数为2.2，损耗正切值为0.0009，介质基板的厚度为0.508mm，金属微带线的厚度为0.018mm；D微带线到F微带线的垂直距离为21mm，F微带线到G微带线的垂直距离为14mm，J微带线的宽度为1mm，H微带线的长度为11mm，C微带线与J微带线的之间的垂直距离为0.6mm，C微带线与A微带线之间的垂直距离为3mm，N微带线的宽度为1.54mm，利用上述参数获得的差分滤波器的差模滤波性能较好(即具有较好的高次谐波抑制效果，该滤波器的中心频率f0为1.345GHz，在2f0、3f0、4f0、5f0的谐波都得到了抑制)，3dB带宽为0.21GHz，从1.24GHz到1.45Ghz，在0～6.5GHz实现了较好的共模抑制。或者优选的，所述的介质基板的介电常数为2.2，损耗正切值为0.0009，介质基板的厚度为0.508mm，金属微带线厚度为0.018mm；D微带线到F微带线的垂直距离为21mm，F微带线到G微带线的垂直距离为14mm，J微带线的宽度为1mm，H微带线的长度为18mm，C微带线与J微带线之间的垂直距离为0.8mm，C微带线与A微带线之间的垂直距离为3mm，N微带线的宽度为1.54mm，利用上述参数获得的差分滤波器的差模滤波性能较好(即具有较好的高次谐波抑制效果，该滤波器的中心频率f0为1.155GHz，在2f0、3f0、4f0、5f0的谐波都得到了抑制)，3dB带宽为0.15GHz，从1.08GHz到1.23Ghz，在0～6GHz实现了较好的共模抑制。本技术中，所述的接地金属可为一个半径为0.3mm的导体圆柱，从而可以形成一个非对称结构，实现差分滤波器较好的共模抑制效果，且共模抑制的带宽更宽。如果是对称结构，则共模S参数的结果就会在差模的2f0(f0为中心频率)处形成通带，使得共模抑制的带宽较小。优选的，当中心频率和带宽保持不变时，通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于平行耦合线和开路枝节的差分滤波器，包括介质基板(1)、设于介质基板(1)底面的接地板(2)以及设于介质基板(1)表面的金属微带线(3)，其特征在于，还包括：设于介质基板(1)的接地金属(4)；所述的金属微带线(3)形成耦合微带线结构与开路枝节结构，并且所述的开路枝节结构左右对称；所述的接地金属(4)分别与接地板(2)及耦合微带线结构的其中一侧的金属微带线(3)的中点连接。

【技术特征摘要】
1.基于平行耦合线和开路枝节的差分滤波器，包括介质基板(1)、设于介质基板(1)底面的接地板(2)以及设于介质基板(1)表面的金属微带线(3)，其特征在于，还包括：设于介质基板(1)的接地金属(4)；所述的金属微带线(3)形成耦合微带线结构与开路枝节结构，并且所述的开路枝节结构左右对称；所述的接地金属(4)分别与接地板(2)及耦合微带线结构的其中一侧的金属微带线(3)的中点连接。2.根据权利要求1所述的基于平行耦合线和开路枝节的差分滤波器，其特征在于，所述的开路枝节结构的一侧包括A微带线(101)、B微带线(102)、D微带线(104)、E微带线(105)，另一侧包括H微带线(201)、I微带线(202)、K微带线(204)、L微带线(205)；所述的耦合微带线结构包括C微带线(103)和J微带线(203)，所述的C微带线(103)和J微带线(203)平行，B微带线(102)的两端分别与A微带线(101)和C微带线(103)的上端连接，D微带线(104)的两端分别与E微带线(105)和C微带线(103)的下端连接，所述的A微带线(101)、E微带线(105)分别与C微带线(103)平行，B微带线(102)与D微带线(104)平行并且B微带线(102)分别与A微带线(101)和C微带线(103)垂直，D微带线(104)分别与E微带线(105)和C微带线(103)垂直；所述的I微带线(202)的两端分别与H微带线(201)和J微带线(203)的上端连接，K微带线(204)的两端分别与L微带线(205)和J微带线(203)的下端连接，所述的H微带线(201)、L微带线(205)分别与J微带线(203)平行，I微带线(202)与K微带线(204)平行，并且I微带线(202)分别与H微带线(201)和J微带线(203)垂直，K微带线(204)分别与J微带线(203)和L微带线(205)垂直。3.根据权利要求2所述的基于平行耦合线和开路枝节的差分滤波器，其特征在于，所述的A微带线(101)、E微带线(105)、H微带线(201)、L微带线(205)、B微带线(102)、D微带线(104)、I微带线(202)、K微带线(204)、C微带线(103)和J微带线(203)的线宽均相等，并且所述的A微带线(101)、E微带线(105)、H微带线(201)和L微带线(205)的长度相等；所述的B微带线(102)、D微带线(104)、I微带线(202)和K微带线(204)的长度相等；所述的C微带线(103)和J微带线(203)长度相等。4.根据权利要求3所述的基于平行耦合线和开路枝节的差分滤波器，其特征在于，还包括：F微带线(106)、G微带线(107)、M微带线(...

【专利技术属性】
技术研发人员：喇东升，贾守卿，马雪莲，程龙，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：新型
国别省市：辽宁;21