一种带内平坦、频率选择性高的无反射宽带带通滤波器制造技术

本发明专利技术公开了一种带内平坦、频率选择性高的无反射宽带带通滤波器，包括：谐振器加载终端开路耦合线、吸收枝节和50欧姆传输线；所述谐振器加载终端开路耦合线包括第一段平行耦合线、第二段平行耦合线和终端开路并联电路；所述第一段平行耦合线包括第一耦合线和第二耦合线；所述第二段平行耦合线包括第三耦合线和第四耦合线；所述终端开路并联电路包括第一开路线和第一传输线；所述吸收枝节包括第一吸收枝节和第二吸收枝节；该滤波器通带平坦度较高，并且在整个测试频段(0～4GHz)范围内均具有无反射特性，即该滤波器的回波损耗小于10dB的带宽为0～4GHz。的带宽为0～4GHz。的带宽为0～4GHz。

【技术实现步骤摘要】
一种带内平坦、频率选择性高的无反射宽带带通滤波器


[0001]本专利技术涉及微波无源器件领域，具体涉及一种无反射宽带带通滤波器。

技术介绍

[0002]滤波器是射频和微波系统不可或缺的组成部分，传统滤波器的阻带信号的反射波能量会被反射回源，与存在的信号重叠产生许多干扰信号，来影响整个滤波器的性能。为解决这个问题，一般可以在滤波器前放置非互易器件(如隔离器)来实现，但是会降低滤波器的灵敏度，增加成本，并且增加整个系统的体积。无反射滤波器的出现解决了上述问题，在无反射滤波器的阻带内没有传输的能量不会返回到源，而是被损耗器件消耗，因此端口阻抗在带内和带外都能很好地匹配。
[0003]随着现代无线通信技术的不断发展，用各种方法实现无反射滤波器或者准无反射滤波器的技术逐渐称为了研究热点。目前实现无反射滤波器的主要结构分为：奇偶模电路结构、平衡电路结构和互补双工结构。奇偶模电路结构大多利用集总元件实现，不适用于高频电路；平衡电路结构一般由两个相似的宽带3dB正交耦合器和两个相同的反射型BPF构成，电路尺寸大且较难优化；互补双工结构是由一个“主”带通型通道和一个“辅”带阻型通道组成，可以实现带内带外良好的无反射特性。但是目前互补双工结构的无反射滤波器普遍存在带内平坦度差、频率选择性差等问题。

技术实现思路

[0004]根据现有技术存在的问题，本专利技术公开了一种带内平坦、频率选择性高的无反射宽带带通滤波器，包括：谐振器加载终端开路耦合线、吸收枝节和50欧姆传输线；
[0005]所述谐振器加载终端开路耦合线包括第一段平行耦合线、第二段平行耦合线和终端开路并联电路；所述第一段平行耦合线包括第一耦合线和第二耦合线；所述第二段平行耦合线包括第三耦合线和第四耦合线；所述终端开路并联电路包括第一开路线和第一传输线；所述吸收枝节包括第一吸收枝节和第二吸收枝节；所述第一吸收枝节包括第二传输线、第二开路线、第一电阻、第三开路线和第三传输线；所述第二吸收枝节包括第四传输线、第四开路线、第二电阻、第五开路线和第五传输线；所述50欧姆传输线包括第一50欧姆传输线和第二50欧姆传输线；
[0006]所述第一50欧姆传输线与第一耦合线的左端相连接，第二传输线与第一50Ω传输线和第一耦合线并联；所述第二传输线与第一电阻相连接，第二开路线与第二传输线和第一电阻并联；所述第一电阻与第三传输线相连接，第三开路线与第一电阻和第三传输线并联，且所述第三传输线另一端接地；第二耦合线右端与第三耦合线左端相连接，第一传输线与第二耦合线和第四耦合线并联，第一传输线的下端与第一开路线相连接；所述第三耦合线的右端与第二50欧姆传输线相连接，第四传输线与第三耦合线右端和第二50欧姆传输线并联；所述第四传输线与第二电阻相连接，第四开路线与第四传输线和第二电阻并联；所述第二电阻与第五传输线相连接，第五开路线与第二电阻和第五传输线并联；所述第五传输
线另一端接地。
[0007]所述第一段平行耦合线和第二段平行耦合线电长度和特性阻抗均相同，其中电长度为90
°
；所述第一开路线、第一传输线、第二传输线、第二开路线、第三开路线、第三传输线、第四传输线、第四开路线、第五开路线和第五传输线的电长度均为90
°
。
[0008]该滤波器的回波损耗S
11
和插入损耗S
21
表达式如下：
[0009][0010][0011]其中Γ
o
是奇模激励情况下的反射系数，Γ
e
是偶模激励情况下的反射系数，在奇模激励的情况下，反射系数Γ
o
的计算公式为：
[0012][0013]其中Z
in1
是奇模激励下输入端口的输入特性阻抗，Z
in1
的表达式为：
[0014][0015]上式中，Z
ino
是奇模激励下第一段平行耦合线端口的特性阻抗，Z
sub
是吸收枝节端口的特性阻抗，Z
ino
和Z
sub
的表达式分别为：
[0016][0017][0018]其中Z
c
是从第二传输线下端看进去的端口特性阻抗，Z
c
的表达式为：
[0019][0020]在偶模激励的情况下，反射系数Γ
e
的计算公式为：
[0021][0022]其中Z
in2
是偶模激励下输入端口的特性阻抗，Z
in2
的表达式为：
[0023][0024]其中Z
ine
是偶模激励下第一段平行耦合线端口的特性阻抗，Z
sub
是吸收枝节端口的特性阻抗，Z
ine
和Z
sub
的表达式分别为：
[0025][0026][0027]其中Z
d
是偶模电路中终端开路并联电路端口看进去的特性阻抗，Z
c
是从第二传输线下端看进去的端口特性阻抗，Z
d
和Z
c
的表达式分别为：
[0028][0029][0030]式中Z1是第一开路线的特性阻抗，Z2是第一传输线的特性阻抗，Z3是第二传输线和第四传输线的特性阻抗，Z4是第二开路线和第四开路线的特性阻抗，R是第一电阻和第二电阻的电阻值，Z5是第三开路线和第五开路线的特性阻抗，Z6是第三传输线和第五传输线的特性阻抗，Z
o
和Z
e
分别是谐振器加载终端开路耦合线的奇模特性阻抗和偶模特性阻抗，Z0是50欧姆传输线的特性阻抗，θ是第一段平行耦合线、第二段平行耦合线、第一传输线、第一开路线、第二传输线、第二开路线、第三开路线、第三传输线、第四传输线、第四开路线、第五开路线和第五传输线的电长度。
[0031]通过调整所述吸收枝节中各段传输线的阻抗及第一电阻、第二电阻的阻值控制带内和带外的无反射特性；通过调整第一传输线和第一开路线的特性阻抗对带内平坦度和频率选择性进行调控。
[0032]所述第二传输线、第四传输线、第三开路线和第五开路线的特性阻抗均大于100Ω；所述第一开路线、第二开路线和第四开路线的特性阻抗均小于50Ω。
[0033]由于采用了上述技术方案，本专利技术提供了一种带内平坦、频率选择性高的无反射宽带带通滤波器，该滤波器在整个测试频段(0～4GHz)范围内均具有无反射特性，即该滤波器的回波损耗小于10dB的带宽为0～4GHz。此外，该滤波器带内3
‑
dB相对带宽为102％(1.01～3.05GHz)，具有宽带滤波特性。同时，该滤波器还具有较高的频率选择性，其矩形系数K
30dB
为1.09。
附图说明
[0034]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带内平坦、频率选择性高的无反射宽带带通滤波器，其特征在于包括：谐振器加载终端开路耦合线(1)、吸收枝节(2)和50欧姆传输线(3)；所述谐振器加载终端开路耦合线(1)包括第一段平行耦合线(11)、第二段平行耦合线(12)和终端开路并联电路(13)；所述第一段平行耦合线(11)包括第一耦合线(111)和第二耦合线(112)；所述第二段平行耦合线(12)包括第三耦合线(121)和第四耦合线(122)；所述终端开路并联电路(13)包括第一开路线(131)和第一传输线(132)；所述吸收枝节(2)包括第一吸收枝节(21)和第二吸收枝节(22)；所述第一吸收枝节(21)包括第二传输线(211)、第二开路线(212)、第一电阻(213)、第三开路线(214)和第三传输线(215)；所述第二吸收枝节(22)包括第四传输线(221)、第四开路线(222)、第二电阻(223)、第五开路线(224)和第五传输线(225)；所述50欧姆传输线(3)包括第一50欧姆传输线(31)和第二50欧姆传输线(32)；所述第一50欧姆传输线(31)与第一耦合线(111)的左端相连接，第二传输线(211)与第一50Ω传输线(31)和第一耦合线(111)并联；所述第二传输线(211)与第一电阻(213)相连接，第二开路线(212)与第二传输线(211)和第一电阻(213)并联；所述第一电阻(213)与第三传输线(215)相连接，第三开路线(214)与第一电阻(213)和第三传输线(215)并联，且所述第三传输线(215)另一端接地；第二耦合线(112)右端与第三耦合线(122)左端相连接，第一传输线(132)与第二耦合线(112)和第四耦合线(122)并联，第一传输线(132)的下端与第一开路线(131)相连接；所述第三耦合线(121)的右端与第二50欧姆传输线(32)相连接，第四传输线(221)与第三耦合线(121)右端和第二50欧姆传输线(32)并联；所述第四传输线(221)与第二电阻(223)相连接，第四开路线(222)与第四传输线(221)和第二电阻(223)并联；所述第二电阻(223)与第五传输线(225)相连接，第五开路线(224)与第二电阻(223)和第五传输线(225)并联；所述第五传输线(225)另一端接地；所述第一段平行耦合线(11)和第二段平行耦合线(12)电长度和特性阻抗均相同，其中电长度为90
°
；所述第一开路线(131)、第一传输线(132)、第二传输线(211)、第二开路线(212)、第三开路线(214)、第三传输线(215)、第四传输线(221)、第四开路线(222)、第五开路线(224)和第五传输线(225)的电长度均为90
°
。2.根据权利要求1所述的带内平坦、频率选择性高的无反射宽带带通滤波器，其特征在于：该滤波器的回波损耗S
11
和插入损耗S
21
表达式如下：表达式如下：其中Γ
o
是奇模激励情况下的反射系数，Γ
e
是偶模激励情况下的反射系数，在奇模激励的情况下，反射系数Γ
o
的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宏梅，张斯然，陈书圯，任俊豪，房少军，王钟葆，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：