一种双通带可调的微带滤波器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种双通带可调的微带滤波器，包括：基板，所述基板上层设有微带线结构，下层覆有铜底板；所述微带线结构包括：高低两个不同频带的四个半波长谐振单元，四个谐振单元均通过电耦合对其馈电，相同频带的两个谐振单元之间相互耦合，在低频带的两个谐振单元的终端分别添加可变电容，通过改变电容的容值，实现低频带中心频率的调谐；交叉耦合微带线，所述交叉耦合微带线采用交指耦合结构提高耦合强度，所述交叉耦合微带线的两端分别连接输入端和输出端；本设计的滤波器在满足基本性能标准的同时，中心频率能够在2.46GHz和3.48GHz两个频点之间谐振，能够覆盖WLAN和WIMAX两个频段，中心频率可在2.34GHz‑2.46GHz，3.38GHz‑3.48GHz之间调谐，具有良好的调谐能力。

【技术实现步骤摘要】
一种双通带可调的微带滤波器
本技术涉及无线通信领域，尤其是涉及一种双通带可调的微带滤波器。
技术介绍
滤波器是电子通信应用中的一个关键器件，用于在复杂的电磁环境中选择出系统需求的有用信号，同时滤除掉不需要的无用干扰，降低系统对无用信号的响应,其工作性能直接影响着整个无线通信系统的信号质量。因此，如何设计出一个具有高性能的滤波器，对设计微波电路系统具有很重要的意义。
技术实现思路
技术目的：为了克服
技术介绍
的不足，本技术公开了一种双通带可调的微带滤波器。技术方案：本技术所述的双通带可调的微带滤波器，包括：基板，所述基板上层设有微带线结构，下层覆有铜底板；所述微带线结构包括：高低两个不同频带的四个半波长谐振单元，四个谐振单元均通过电耦合对其馈电，相同频带的两个谐振单元之间相互耦合，在低频带的两个谐振单元的终端分别添加可变电容，通过改变电容的容值，实现低频带中心频率的调谐；交叉耦合微带线，所述交叉耦合微带线采用交指耦合结构提高耦合强度，所述交叉耦合微带线的两端分别连接输入端和输出端。进一步的，所述四个半波长谐振单元均为弯折不同阻抗的微带线。进一步的，所述微带线结构的表面覆有铜层。进一步的，所述四个谐振单元均为开路谐振单元，包括第一谐振单元、第二谐振单元、第三谐振单元、第四谐振单元，所述第一谐振单元与第二谐振单元、第三谐振单元与第四谐振单元分别关于交叉耦合微带线的交叉轴对称设置，所述第一谐振单元、第二谐振单元与三谐振单元、第四谐振单元分设交叉耦合微带线的两侧。进一步的，第一振臂、第二振臂、第三振臂依次连接形成第一U形结构，第四振臂、第五振臂、第六振臂依次连接形成第二U形结构，第二U形结构设于第一U形结构内开口均朝外，两者端部通过第七振臂连接形成第一谐振单元，第一U形结构的另一端添加电容；所述第二谐振单元与第一谐振单元的结构相同，通过相邻的两个振臂之间的磁耦合间隙连接。进一步的，所述交叉耦合微带线包括与输入端连接的第一耦合微带线和与输出端连接的第二耦合微带线，所述第一耦合微带线包括第一微带线，该第一微带线的一端连接输入端，另一端沿延伸方向连接第二微带线，该连接端向垂直方向延伸形成第三微带线，所述第二微带线和第三微带线分别与第一振臂和第二振臂间隔设置，通过之间的间隙给第一谐振单元提供馈电，所述第二微带线的另一端向另一垂直方向延伸形成第四微带线；所述第一耦合微带线和第二耦合微带线相对于磁耦合间隙轴对称设置，所述第四微带线与其对称的第五微带线之间分别间隔交叉设置两条与所在微带线垂直的微带线，形成源负载间的电耦合。进一步的，第八振臂、第九振臂、第十振臂依次连接形成第三U形结构，第十一振臂、第十二振臂、第十三振臂依次连接形成第四U形结构，第三U形结构设于第四U形结构内开口均朝外，两者端部通过第十四振臂连接形成第三谐振单元，第三U形结构的另一端添加电容，通过所述第二微带线与第十四振臂之间的间隙提供馈电，所述第三谐振单元与第四谐振单元的结构相同，通过相邻的两个振臂之间的磁耦合间隙连接。有益效果：与现有技术相比，本技术的优点为：第一，设计两个不同频带的谐振结构，双频带能够独立的调谐，在调谐其中一个频带中心频率的同时，另一频带的性能不受影响；第二，本滤波器的谐振单元是由半波长谐振器实现，且谐振单元的磁耦合未使用金属通孔，减小了制作金属通孔的误差对滤波器性能的影响；第三，滤波器在满足基本性能标准的同时，中心频率能够在2.46GHz和3.48GHz两个频点之间谐振，能够覆盖WLAN和WIMAX两个频段，中心频率可在2.34GHz-2.46GHz，3.38GHz-3.48GHz之间调谐，具有良好的调谐能力；第四，滤波器的拓扑结构具有在谐振频率两侧同时产生传输零点的能力，能够提高滤波器的带外抑制能力；第五：该滤波器的结构新且尺寸小，占用体积只有20.2mm*14mm*0.8mm,易于加工且成本低。附图说明图1是本技术滤波器结构示意图；图2是本技术的拓扑结构图；图3是本技术第一谐振器和第二谐振器的结构图；图4是本技术交叉耦合微带线结构图；图5是本技术第三谐振器和第四谐振器的结构图；图6是本技术在第一和第二谐振器开路端添加电容C1，其他值固定，容值改变时的S参数；图7是本技术在第三和第四谐振器开路端添加电容C2，其他值固定，容值改变时的S参数。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术的技术方案作进一步的说明。如图1所示的双通带可调的微带滤波器，采用FR4为基板，滤波器覆铜蚀刻在尺寸为24.8mm*25mm*0.8mm的FR4的两面。包括：基板1，所述基板1上层设有微带线结构，下层覆有铜底板；所述微带线结构包括：高低两个不同频带的四个半波长谐振单元，四个谐振单元均通过电耦合对其馈电，相同频带的两个谐振单元之间相互耦合，在低频带的两个谐振单元的终端分别添加可变电容，通过改变电容的容值，实现低频带中心频率的调谐；交叉耦合微带线2，所述交叉耦合微带线2采用交指耦合结构提高耦合强度，所述交叉耦合微带线2的两端分别连接输入端201和输出端202。该滤波器关于中心面对称，主要包括两个高低不同频带的四个半波长开路谐振单元和源负载交叉耦合结构，每个谐振单元均采用折叠的形状，能够节省谐振单元占据的空间，减小滤波器的尺寸。所述四个半波长谐振单元均为弯折不同阻抗的微带线。所述微带线结构的表面覆有铜层。由于其拓扑结构具有交叉耦合和谐振器之间的耦合，使得信号在通过滤波器时发生相位偏移，在输出端产生了180°的相位差，在通带的两侧分别产生一个传输零点，提高了滤波器的带外抑制。通过控制可变电容的大小，实现了滤波器低频带中心频率的调谐。利用半波长谐振实现谐振单元之间的磁耦合，减小了制作金属通孔的误差对滤波器性能的影响。如图2所示，结合图1，滤波器能够形成三个通道：1、S-L；2、S-1-2-L；3、S-3-4-L。其中，MS1，ML2，MS3，ML4，MSL表示的是电耦合，M12和M34表示的是磁耦合。通带高端情况下：信号经过通道1到达输出端，相位偏移+90°；信号经过通道2或3到达输出端，相位偏移-90°；通带低端情况下：信号经过通道1到达输出端，相位偏移+90°；信号经过通道2或3到达输出端，相位偏移+270°；信号在经过滤波器到达输出端时，在通带的上下两端均产生了180°的相位差，因此在两端均产生了传输零点。所述四个谐振单元均为开路谐振单元，包括第一谐振单元3、第二谐振单元4、第三谐振单元5、第四谐振单元6，所述第一谐振单元3与第二谐振单元4、第三谐振单元5与第四谐振单元6分别关于交叉耦合微带线2的交叉轴对称设置，所述第一谐振单元3、第二谐振单元4与三谐振单元5、第四谐振单元6分设交叉耦合微带线2的两侧。如图3所示，第一振臂301、第二振臂3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双通带可调的微带滤波器，其特征在于，包括：基板(1)，所述基板(1)上层设有微带线结构，下层覆有铜底板；/n所述微带线结构包括：/n高低两个不同频带的四个半波长谐振单元，四个谐振单元均通过电耦合对其馈电，相同频带的两个谐振单元之间相互耦合，在低频带的两个谐振单元的终端分别添加可变电容，通过改变电容的容值，实现低频带中心频率的调谐；/n交叉耦合微带线(2)，所述交叉耦合微带线(2)采用交指耦合结构提高耦合强度，所述交叉耦合微带线(2)的两端分别连接输入端(201)和输出端(202)。/n

【技术特征摘要】
1.一种双通带可调的微带滤波器，其特征在于，包括：基板(1)，所述基板(1)上层设有微带线结构，下层覆有铜底板；
所述微带线结构包括：
高低两个不同频带的四个半波长谐振单元，四个谐振单元均通过电耦合对其馈电，相同频带的两个谐振单元之间相互耦合，在低频带的两个谐振单元的终端分别添加可变电容，通过改变电容的容值，实现低频带中心频率的调谐；
交叉耦合微带线(2)，所述交叉耦合微带线(2)采用交指耦合结构提高耦合强度，所述交叉耦合微带线(2)的两端分别连接输入端(201)和输出端(202)。


2.根据权利要求1所述的双通带可调的微带滤波器，其特征在于：所述四个半波长谐振单元均为弯折不同阻抗的微带线。


3.根据权利要求1所述的双通带可调的微带滤波器，其特征在于：所述微带线结构的表面覆有铜层。


4.根据权利要求1所述的双通带可调的微带滤波器，其特征在于：所述四个谐振单元均为开路谐振单元，包括第一谐振单元(3)、第二谐振单元(4)、第三谐振单元(5)、第四谐振单元(6)，所述第一谐振单元(3)与第二谐振单元(4)、第三谐振单元(5)与第四谐振单元(6)分别关于交叉耦合微带线(2)的交叉轴对称设置，所述第一谐振单元(3)、第二谐振单元(4)与三谐振单元(5)、第四谐振单元(6)分设交叉耦合微带线(2)的两侧。


5.根据权利要求4所述的双通带可调的微带滤波器，其特征在于：第一振臂(301)、第二振臂(302)、第三振臂(303)依次连接形成第一U形结构，第四振臂(304)、第五振臂(305)、第六振臂(306)依次连接形成第二U形结构，第二U形结构设于第一U形结构内开口均朝外，两者端部通过第七...

【专利技术属性】
技术研发人员：王友保，郑大鹏，李燎原，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32