本发明专利技术提出了基于嵌套环形与缝隙线谐振器的宽带差分带通滤波器，旨在提高宽带差分带通滤波器的带外选择性和共模抑制度，解决宽带差分带通滤波器设计中滤波器体积偏大的问题，发明专利技术包括介质基板(1)、设置于介质基板(1)下表面的金属接地板(2)、设置于介质基板(1)的上表面的谐振器(3)、输入输出馈线(4)、阶梯阻抗缝隙线谐振器(5)。本发明专利技术所提出的滤波器具有较小的整体尺寸，具有优良的共模抑制能力，插入损耗非常小且可控制传输零点的特性，提高了差模通带的选择性，可用于移动无线通信系统。
【技术实现步骤摘要】
基于嵌套环形与缝隙线谐振器的宽带差分带通滤波器
本专利技术属于通信
，更进一步涉及无线通信
中的基于嵌套环形谐振器与缝隙谐振器的宽带差分带通滤波器。本专利技术可在中心频率3.0GHz，频率范围2.75-3.60GHz内对微波信号进行滤波的功能，可应用于移动通信系统。
技术介绍
微波滤波器是通信系统、雷达系统等射频前端系统不可缺少的重要组成部分，其主要作用是最大限度地滤除系统噪声及其他信道信号的干扰，其性能好坏直接影响整个无线通信系统的稳定和性能指标。现代无线通信系统要求射频器件在工作的频段内保持良好的抗环境噪声能力。为解决上述问题，将差分结构引入宽带滤波器中，既实现了系统的小型化，还实现了良好的抗干扰性能。此外，由于现代通信频段的多样性，现有技术的带通滤波器的选择性往往不够，不能满足现代通信频段多样化的需求。通过枝节加载与微带缝隙结构在通带外引入传输零点来提高滤波器的选择性。DongChen等学者在其发表的论文“ADifferential-ModeWidebandBandpassFilteronSlotlineMulti-ModeResonatorWithControllableBandwidth”(MicrowaveandWirelessComponentsLetters,IEEE,2015:2528-2530)中提出了一种基于缝隙线谐振器的宽带差分带通滤波器。该宽带差分带通滤波器采用折叠型微带线作为馈电结构，采用差分输入实现20dB共模信号抑制，通过阶梯阻抗谐振器结构在差模通带内形成四个传输极点来实现滤波器宽带特性，并且在通带右侧引入了一个传输零点。但是，该滤波器仍然存在的不足之处是，由于通带左侧没有传输零点，选择性差，此外，滤波器的尺寸较大，存在较大可利用的空间。深圳市景程信息科技有限公司在其申请的专利文献“基于环形谐振器的带通滤波器”(申请日：2017.08.08，申请号201810162774.8，申请公布号CN107026303A)中公开了一种基于均匀阻抗环形谐振器的宽带差分带通滤波器。该宽带差分带通滤波器采用双开路枝节加载型耦合馈电结构，实现全频率范围内的共模信号抑制，通过环形谐振器上耦合的开路枝节在差模通带内形成三个传输极点来实现滤波器的宽带特性，同时通带右侧引入一个传输零点。但是，该滤波器存在的不足之处是，滤波器只有右侧有一个传输零点，通带左侧缺少传输零点，选择性差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述现有技术的不足，提出一种基于嵌套环形与缝隙谐振器的宽带差分带通滤波器。为了实现上述目的，本专利技术包括介质基板1、设置于介质基板1下表面的金属接地板2、设置于介质基板1的上表面的谐振器3、设置于介质基板1的上表面的输入输出馈线4、设置于介质基板1下表面的阶梯阻抗缝隙线谐振器5；其特征在于：所述谐振器3由两对互相嵌套的折叠形均匀阻抗开口谐振环组成；所述介质基板1的上、下表面的微带线和缝隙线组成的整体结构，关于轴线AA'和BB'对称，所述轴线AA'和BB'互相垂直；所述输入输出馈线4包括分别设置在轴线AA'两侧的U型输入微带线10和U型输出微带线11，所述U型输入微带线10和U型输出微带线11在金属地板2上的投影与阶梯阻抗缝隙线谐振器5重叠连接；所述U型输入微带线和U型输出微带线的两个微带臂均为50欧姆微带线。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：第一，本专利技术采用两对互相嵌套的折叠形均匀阻抗开口谐振环的结构，该结构将一对开口谐振环嵌套放置于另一对开口谐振环的内部空隙之中，合理利用了开口谐振环的剩余空间，使滤波器的结构更加紧凑，克服了现有技术中滤波器体积较大的不足，使得本专利技术减小了滤波器的整体尺寸，同时简化了设计的复杂度。第二，本专利技术采用的输入输出馈线为U型输入微带线和U型输出微带线，其中的两个微带臂为50欧姆微带线，用于实现与馈电端口的良好匹配。U型输入微带线和U型输出微带线的微带底用于与介质基板下方的阶梯阻抗缝隙线耦合连接，实现信号在微带线与缝隙线之间的过渡。并且由于这一U型微带缝隙结构可以激励起差模信号而无法激励起共模信号，克服了现有技术中由于共模抑制不够而到导致移动通信系统性能降低的不足，使得本专利技术共模信号对系统的干扰降低，将共模结构与差模结构的设计隔离开，简化了设计的复杂度。第三，本专利技术采用的两对互相嵌套折叠型均匀阻抗开口谐振环中的一对是关于轴线AA'对称的均匀阻抗开口谐振环，通过加载在所述谐振环两端的折叠枝节加载电感枝节，与谐振环的开口形成混合耦合，这在差模通带右侧引入一个传输零点。此外，本专利技术采用的是微带缝隙线结构，通过微带线与缝隙线的微带缝隙耦合在差模通带左侧引入一个传输零点，克服了现有技术中传输零点不够导致带外选择性较差的不足，大大提升了本专利技术宽带带通滤波器的带外选择性。附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图；图2为本专利技术的侧视图；图3为本专利技术介质基板上表面各结构位置尺寸图；图4为本专利技术介质基板下表面各结构位置尺寸图；图5为本专利技术的差模回波损耗和差模插入损耗的S参数仿真和实测图；图6为本专利技术的共模回波损耗和共模插入损耗的S参数仿真和实测图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步的描述。参照附图1、附图2，对本专利技术的整体结构作进一步的描述。本专利技术包括本专利技术包括介质基板1、设置于介质基板1下表面的金属接地板2、设置于介质基板1的上表面的谐振器3、设置于介质基板1的上表面的输入输出馈线4、设置于介质基板1下表面的阶梯阻抗缝隙线谐振器5；其特征在于：所述谐振器3由两对互相嵌套的折叠形均匀阻抗开口谐振环组成；所述介质基板1的上、下表面的微带线和缝隙线组成的整体结构，关于轴线AA'和BB'对称，所述轴线AA'和BB'互相垂直；所述输入输出馈线4包括分别设置在轴线AA'两侧的U型输入微带线10和U型输出微带线11，所述U型输入微带线10和U型输出微带线11在金属地板2上的投影与阶梯阻抗缝隙线谐振器5重叠连接；所述U型输入微带线和U型输出微带线的两个微带臂均为50欧姆微带线。所述两对互相嵌套的折叠形均匀阻抗开口谐振环中的第一对是由折叠形均匀阻抗开口谐振环6和7组成，所述折叠形均匀阻抗开口谐振环6和7关于轴线BB'对称。所述谐振环6和谐振环7组成的整体结构由矩形开口谐振环、四个与该矩形开口谐振环等宽的折叠枝节和四个与该矩形开口谐振环等宽的微扰枝节连接而成。所述的折叠形均匀阻抗开口谐振环6在金属地板2上的投影和阶梯阻抗缝隙线谐振器5中的阶梯阻抗缝隙线12左侧重叠。所述的折叠形均匀阻抗开口谐振环7在金属地板2上的投影与阶梯阻抗缝隙线谐振器5中的阶梯阻抗缝隙线13右侧重叠。所述两对互相嵌套的折叠形均匀阻抗开口谐振环中的第二对是由折叠形均匀阻抗开口谐振环8和9组成，所述谐振环8和谐振环9关于轴线AA'对称。所述谐振环8和谐振环9组成的整体结构是由矩形开口谐振环和四个与该矩形开口谐振环等宽的折叠枝节连接而成。所述的U型输入微带线10和U型输出微带线11，均由一条平行于轴线AA'的微带底和两条平行于轴线BB'的微带臂组成，U型输入微带线10和U型输入微带线11关于轴线AA'和轴线BB'对称，其中U型输入微带线10和U型输出微带线11的微带臂宽度均为50欧姆微带线宽。所述阶梯阻抗缝隙线谐振器5与本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于嵌套环形与缝隙线谐振器的宽带差分带通滤波器，包括介质基板(1)、设置于介质基板(1)下表面的金属接地板(2)、设置于介质基板(1)的上表面的谐振器(3)、设置于介质基板(1)的上表面的输入输出馈线(4)、设置于介质基板(1)下表面的阶梯阻抗缝隙线谐振器(5)；其特征在于：所述谐振器(3)由两对互相嵌套的折叠形均匀阻抗开口谐振环组成；所述介质基板(1)的上、下表面的微带线和缝隙线组成的整体结构，关于轴线AA'和BB'对称，所述轴线AA'和BB'互相垂直；所述输入输出馈线(4)包括分别设置在轴线AA'两侧的U型输入微带线(10)和U型输出微带线(11)，所述U型输入微带线(10)和U型输出微带线(11)在金属地板(2)上的投影与阶梯阻抗缝隙线谐振器(5)重叠连接；所述U型输入微带线和U型输出微带线的两个微带臂均为50欧姆微带线。
【技术特征摘要】
1.一种基于嵌套环形与缝隙线谐振器的宽带差分带通滤波器，包括介质基板(1)、设置于介质基板(1)下表面的金属接地板(2)、设置于介质基板(1)的上表面的谐振器(3)、设置于介质基板(1)的上表面的输入输出馈线(4)、设置于介质基板(1)下表面的阶梯阻抗缝隙线谐振器(5)；其特征在于：所述谐振器(3)由两对互相嵌套的折叠形均匀阻抗开口谐振环组成；所述介质基板(1)的上、下表面的微带线和缝隙线组成的整体结构，关于轴线AA'和BB'对称，所述轴线AA'和BB'互相垂直；所述输入输出馈线(4)包括分别设置在轴线AA'两侧的U型输入微带线(10)和U型输出微带线(11)，所述U型输入微带线(10)和U型输出微带线(11)在金属地板(2)上的投影与阶梯阻抗缝隙线谐振器(5)重叠连接；所述U型输入微带线和U型输出微带线的两个微带臂均为50欧姆微带线。2.根据权利要求1所述的基于嵌套环形与缝隙线谐振器的宽带差分带通滤波器，其特征在于，所述两对互相嵌套的折叠形均匀阻抗开口谐振环中的第一对是由折叠形均匀阻抗开口谐振环(6)和(7)组成，所述折叠形均匀阻抗开口谐振环(6)和(7)关于轴线BB'对称；所述折叠形均匀阻抗开口谐振环(6)和(7)组成的整体结构，由矩形开口谐振环、四个与该矩形开口谐振环等宽的折叠枝节和四个与该矩形开口谐振环等宽的微扰枝节连接而成；所述的折叠形均匀阻抗开口谐振环(6)在金属地板(2)上的投影和阶梯阻抗缝隙线谐振器(5)中的阶梯阻抗缝隙线(12)左侧重叠；所述的折叠形均匀阻抗开口谐振环(7)在金属地板(2)上的投影与阶梯阻抗缝隙线谐振器(5)中的阶梯阻抗缝隙线(13)右侧重叠。3.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐乐，王赞贤，魏峰，李蕊，邹欣彤，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。