一种基于集总分布混合电路的超宽带复杂函数滤波器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于集总分布混合电路的超宽带复杂函数滤波器，其包括：超宽带带通滤波器主体、级联低通滤波器、输入端口和输出端口；所述超宽带带通滤波器主体与所述级联低通滤波器级联连接；所述输入端口与所述超宽带带通滤波器主体连接；所述输出端口与所述级联低通滤波器连接。本发明专利技术可以实现高选择性、高带外抑制、宽阻带的超宽带响应，相较于同阶数的滤波器，采用集总分布混合电路的形式，大大减少滤波器尺寸，使得结构更加简单紧凑，同时推远高次谐波。推远高次谐波。推远高次谐波。

【技术实现步骤摘要】
一种基于集总分布混合电路的超宽带复杂函数滤波器


[0001]本专利技术涉及滤波器
，特别是一种基于集总分布混合电路的超宽带复杂函数滤波器。

技术介绍

[0002]超宽带系统因其抗干扰能力强、传输速度快、系统容量大等优势，在军事雷达和无线通信中得到广泛应用。宽带滤波器作为宽带系统中的关键器件，一直是研究的热点。随着系统集成度的提升，滤波器在尺寸上不仅要求小型化，还需要同时实现宽频带、低损耗、高选择性等要求。而这往往需要宽带滤波器具备更高阶数、能够任意指定传输零点数量和位置——即实现一个复杂响应函数，这对于平面超宽带滤波器尤为困难。
[0003]现有的超宽带滤波器设计难以任意指定传输零点的数目和位置，尤其是在平面电路。已有文献中实现宽带滤波器的方法：最优短路枝节滤波器、高低通(带通带阻)级联、多模谐振器等。为了引入零点，最优短路枝节滤波器在输入输出端口引入交叉耦合，但能够引入的传输零点的数量和位置都有限。而基于多模谐振器的宽带滤波器，合理控制谐振器的多个模式在通带的分布来实现宽带响应。但谐振器结构简单，谐波之间相互联动，难以精确控制带宽，无法灵活控制零点数量和位置。
[0004]除此之外，当带通滤波器通带频率低于S波段，综合得到的电容或电感值往往很大，不易实现。若使用传统的高低阻抗线设计方案，无法实现高电容或电感值。并且滤波器带宽越大，谐振器间耦合越强，平面结构难以实现，常常需要配合实现多层结构的加工工艺，如LTCC技术、多层LCP技术等实现强耦合，加工成本和精度要求高。
[0005]相较于上述电路实现形式，集总分布混合电路(Mixed Lumped/Dis
‑
tributed Element Circuit，缩写为MLD)有着许多独特的优势，广泛用来实现小型化和抑制推远谐波。但是在高频及宽带情况下，由于分布效应、高次模、边缘效应、不连续性等寄生效应的存在，导致实际的物理结构对应复杂的等效电路，滤波器响应严重偏离理想的响应，需要耗费大量时间和精力去优化。这大大限制了集总分布混合电路的应用。
[0006]已有文献中实现超宽带滤波器的方法：最优短路枝节滤波器、高低通(带通带阻)级联、多模谐振器。
[0007]最优短路枝节滤波器：短路枝节间的连接线充当频率选择元件，因此具有很陡的边带特性。不过连接线没有冗余度。也有在输入输出端口引入交叉耦合，引入传输零点，进一步改善选择性和阻带抑制。但是传输零点的数量有限。
[0008]高低通/带通和带阻级联：可以很灵活的实现超大带宽和宽阻带抑制，并且级联的滤波器可以独立的设计。但是该电路形式尺寸大、插入损耗大，同时设计好的低通和高通级联后需要考虑阻抗匹配的问题，往往要进一步优化，耗时耗力。
[0009]多模谐振器：可分为简并多模谐振器和高次多模谐振器，利用一个谐振结构的多个谐振模式，让谐振器的多个模式合理分布在通带内，可以实现宽带响应。容易实现小型化，但是谐振器结构简单，谐波之间相互联动，无法同时灵活控制通带和阻带响应，难以精
确控制带宽，不易实现复杂的函数响应。
[0010]为了提升宽带滤波器的性能，往往配合实现多层拓扑的加工工艺，如多层LCP技术，LTCC等，实现平面结构难以实现的强耦合。对于加工工艺要求高，成本较高。

技术实现思路

[0011]针对现有技术中平面超宽带滤波器的传输零点数目和位置受限，尺寸大、对加工工艺要求高，以及设计周期长的不足的技术问题，本专利技术提供一种基于集总分布混合电路的超宽带复杂函数滤波器，以解决上述技术问题。
[0012]本专利技术公开了一种基于集总分布混合电路的超宽带复杂函数滤波器，其包括：超宽带带通滤波器主体、级联低通滤波器、输入端口和输出端口；
[0013]所述超宽带带通滤波器主体与所述级联低通滤波器级联连接；所述输入端口与所述超宽带带通滤波器主体连接；所述输出端口与所述级联低通滤波器连接。
[0014]进一步地，所述超宽带带通滤波器主体、级联低通滤波器、输入端口和输出端口均设置在介质基板上。
[0015]进一步地，还包括接地孔和固定孔；
[0016]所述固定孔对称且均匀分布在所述超宽带复杂函数滤波器两侧；
[0017]所述接地孔为金属化过孔，所述超宽带复杂函数滤波器上侧金属层与背面接地金属层相连，均匀分布在介质基板上。
[0018]进一步地，所述输入端口和所述输出端口分别外接同轴端口。
[0019]进一步地，所述超宽带带通滤波器主体由串联谐振器、阶梯阻抗谐振器枝节、含贴片电感的电感枝节、含贴片电感的谐振器枝节和含贴片电感和贴片电容的谐振器枝节组成；
[0020]所述串联谐振器沿所述超宽带复杂函数滤波器的长边方向依次级联连接；
[0021]所述阶梯阻抗谐振器枝节、所述含贴片电感的电感枝节、所述含贴片电感的谐振器枝节和所述含贴片电感和贴片电容的谐振器枝节与所述串联谐振器并联连接，且位于级联连接的串联谐振器的两侧。
[0022]进一步地，所述串联谐振器包括第一微带高阻抗线、第一焊盘和第一贴片电容；所述第一微带高阻抗线对称设置在所述第一焊盘两侧，所述第一贴片电容设置在所述第一焊盘上；
[0023]所述含贴片电感的电感枝节由第二微带高阻抗线、第二焊盘、第一贴片电感和第一接地过孔构成；其中，所述第二微带高阻抗线通过第二焊盘与所述第一贴片电感连接，所述第一接地过孔用于所述含贴片电感的电感枝节接地。
[0024]进一步地，所述含贴片电感的谐振器枝节由第三微带高阻抗线、第三焊盘、第二贴片电容和开路微带低阻抗线构成；其中，所述第三微带高阻抗线通过第三焊盘与所述第二贴片电容连接，所述第二贴片电容与所述开路微带低阻抗线连接。
[0025]进一步地，所述含贴片电感和贴片电容的谐振器枝节包括第四微带高阻抗线、第二贴片电感、第三贴片电容、第二接地过孔和第四焊盘；
[0026]所述第四微带高阻抗线通过焊盘与所述第二贴片电感连接；所述第二贴片电感通过第四焊盘与所述第三贴片电容连接；所述第二接地过孔用于所述含贴片电感和贴片电容
的谐振器枝节接地。
[0027]进一步地，所述阶梯阻抗谐振器枝节由第五微带高阻抗线以及与所述第五微带高阻抗线连接的开路微带低阻抗线构成。
[0028]进一步地，所述级联低通滤波器包括多段第六微带高阻抗线、多个与所述第六微带高阻抗线并联的阶梯阻抗谐振器枝节；
[0029]所述阶梯阻抗谐振器枝节用于实现传输零点，抑制高次谐波，改善远带的抑制。
[0030]由于采用了上述技术方案，本专利技术具有如下的优点：
[0031]1.给出了一种新的基于集总分布混合电路的超宽带复杂函数滤波器电路结构布局，可以实现高选择性、高带外抑制、宽阻带的宽带响应，相较于同阶数的滤波器，采用集总分布混合电路的形式，大大减少滤波器尺寸，使得结构更加简单紧凑，同时推远高次谐波。
[0032]2.给出了一系列基于集总分布混合电路的串联谐振器和串联谐振器枝节模块，在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于集总分布混合电路的超宽带复杂函数滤波器，其特征在于，包括：超宽带带通滤波器主体、级联低通滤波器、输入端口和输出端口；所述超宽带带通滤波器主体与所述级联低通滤波器级联连接；所述输入端口与所述超宽带带通滤波器主体连接；所述输出端口与所述级联低通滤波器连接。2.根据权利要求1所述的基于集总分布混合电路的超宽带复杂函数滤波器，其特征在于，还包括接地孔和固定孔；所述固定孔对称且均匀分布在所述超宽带复杂函数滤波器两侧；所述接地孔为金属化过孔，所述超宽带复杂函数滤波器上侧金属层与背面接地金属层相连，均匀分布在介质基板上。3.根据权利要求1所述的基于集总分布混合电路的超宽带复杂函数滤波器，其特征在于，所述输入端口和所述输出端口分别外接同轴端口。4.根据权利要求1所述的基于集总分布混合电路的超宽带复杂函数滤波器，其特征在于，所述超宽带带通滤波器主体由串联谐振器、阶梯阻抗谐振器枝节、含贴片电感的电感枝节、含贴片电感的谐振器枝节和含贴片电感和贴片电容的谐振器枝节组成；所述串联谐振器沿所述超宽带复杂函数滤波器的长边方向依次级联连接；所述阶梯阻抗谐振器枝节、所述含贴片电感的电感枝节、所述含贴片电感的谐振器枝节和所述含贴片电感和贴片电容的谐振器枝节与所述串联谐振器并联连接，且位于级联连接的串联谐振器的两侧。5.根据权利要求4所述的基于集总分布混合电路的超宽带复杂函数滤波器，其特征在于，所述串联谐振器包括第一微带高阻抗线、第一焊盘和第一贴片电容；所述第一微带高阻抗线对称设置在所述第一焊盘两侧，所述第一贴...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴秋逸，李波，杨毅民，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：