带通滤波器设计方法、扇形微带贴片及带通滤波器技术

本发明专利技术涉及电磁场微波技术领域，具体为带通滤波器设计方法、扇形微带贴片及带通滤波器。本发明专利技术的带通滤波器设计通过采用扇形微带贴片双模谐振器作为核心谐振单元，根据设定的阶数选择扇形微带贴片谐振器的数量和级联结构，从而实现了带通滤波器的便捷设计，本发明专利技术提出的带通滤波器具备选择性更好，尺寸更小、结构更紧凑、简单易加工、成本低等优点。尤其提出的扇形微带贴片谐振器和四分之一波长均匀阻抗谐振器混合级联设计的带通滤波器在具备以上优良性能的同时还拥有宽阻带特性，且本发明专利技术中提出的带通滤波器都能够应用于5G滤波器的N79频段(4.4

【技术实现步骤摘要】
带通滤波器设计方法、扇形微带贴片及带通滤波器


[0001]本专利技术涉及电磁场微波
，具体为带通滤波器设计方法、扇形微带贴片及带通滤波器。

技术介绍

[0002]微带带通滤波器是射频/微波电路和现代通信系统中的重要器件，其带内特性和带外特性的好坏对整个系统的性能起着决定性作用。为了提升滤波器的带内选择性能，一般需要增加滤波器的阶数，但是阶数的增加势必使滤波器尺寸更大或结构更复杂。而利用两个或者多个双模谐振器级联或者单双模谐振器混合级联设计滤波器不仅能满足滤波器对选择性的要求还能满足滤波器对小型化的要求。此外，为了提升滤波器的带外抑制性能，需要在设计滤波器时能够有效地抑制滤波器寄生通带的产生。
[0003]传统的双模谐振器微扰结构和馈电结构较复杂，通用性较差，不易作为核心谐振单元灵活地级联设计高阶滤波器。本专利技术中扇形微带贴片双模谐振器结构简单，双模谐振容易调节，能够通过多个级联或者混合级联实现高阶滤波器。
[0004]为此，亟需基于扇形微带贴片双模谐振器的多个级联或者混合级联结构设计简单易用，选择性好、尺寸小、带外抑制能力强的高阶带通滤波器。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种带通滤波器设计方法、扇形微带贴片及带通滤波器，以解决上述技术问题。
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种带通滤波器设计方法，包括：
[0007]设定带通滤波器阶数；以及
[0008]根据设定的滤波器阶数选择带通滤波器中扇形微带贴片的数量及级联结构；其中
[0009]所述根据设定的滤波器阶数选择带通滤波器中级联结构的方法包括：
[0010]根据滤波器不同工作模式下的外部品质因数确定级联结构的设置位置和馈线宽度。
[0011]第二方面，本专利技术提供了一种上述带通滤波器设计方法制作的二阶带通滤波器。
[0012]第三方面，本专利技术提供了一种上述带通滤波器设计方法制作的三阶带通滤波器。
[0013]第四方面，本专利技术提供了一种上述带通滤波器设计方法制作的四阶带通滤波器。
[0014]第五方面，本专利技术提供了一种用于上述带通滤波器设计方法中的扇形微带贴片，包括：
[0015]扇形微带贴片的圆心角处开设有金属通孔；
[0016]所述金属通孔处设置有供扇形微带贴片短路用的环形金属片。
[0017]本专利技术的有益效果是，本专利技术提出的带通滤波器具备选择性更好，尺寸更小、结构更紧凑、简单易加工、成本低等优点。尤其提出的扇形微带贴片谐振器和四分之一波长均匀阻抗谐振器混合级联设计的带通滤波器在具备以上优良性能的同时还拥有宽阻带特性，且
本专利技术中提出的带通滤波器都能够应用于5G滤波器的N79频段(4.4
‑
5.0GHz)，具有良好的适配性。
[0018]本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0019]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1是本专利技术的二阶带通滤波器的平面结构示意图；
[0022]图2是本专利技术的三阶带通滤波器的平面结构示意图；
[0023]图3是本专利技术的第一种四阶滤波器的平面结构示意图；
[0024]图4是本专利技术的第二种四阶滤波器的平面结构示意图；
[0025]图5是本专利技术的扇形微带贴片的平面结构示意图；
[0026]图6是本专利技术的带通滤波器设计方法的流程框图；
[0027]图7是本专利技术的二阶带通滤波器的S参数曲线图；
[0028]图8是本专利技术的三阶带通滤波器的S参数曲线图
[0029]图9是本专利技术的第一种四阶滤波器的S参数曲线图；
[0030]图10是本专利技术的第二种四阶滤波器的S参数曲线图。
[0031]图11是中滤波器不同工作模式的外部品质因数随馈电位置和馈线宽度变化的曲线图。
[0032]图中：扇形微带贴片1、金属通孔10、环形金属片11、级联结构2、圆形通孔21、微带馈线2a、短接线3、
具体实施方式
[0033]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0034]实施例
[0035]如图6所示，本实施例提供了一种带通滤波器设计方法，包括：设定带通滤波器阶数；以及根据设定的阶数选择带通滤波器中扇形微带贴片1的数量及级联结构2其中
[0036]所述根据设定的滤波器阶数选择带通滤波器中级联结构2的方法包括：
[0037]根据滤波器不同工作模式下的外部品质因数确定级联结构2的设置位置和馈线宽度。
[0038]在本实施方式中，通过带通滤波器的阶数对扇形微带贴片1的数量进行选择，并根据选择的扇形微带贴片1的数量选择对应的级联结构2，从而得到不同阶数的带通滤波器，实现了在确定扇形微带贴片1作为谐振器后，仅对级联结构2进行更换调整，就可得到满足需求的带通滤波器，提高了设计速度，降低了设计难度。
[0039]在本实施方式中，具体的，所述根据滤波器不同工作模式下的外部品质因数确定级联结构2的设置位置和馈线宽度的方法包括：通过电磁仿真构建扇形微带贴片1不同工作模式的外部品质因数随级联结构2的设置位置变化的曲线；根据曲线选择级联结构2的最佳设置位置。当级联结构2位置发生变化时，工作模式2和工作模式3的外部品质因数随着级联结构2位置发生变化，直至工作模式2和工作模式3的曲线出现交点，即此交点为级联结构2的最佳设置位置，并通过观察此时设定的馈线宽度即可得到最佳馈线宽度；具体的，通过观察扇形微带贴片1不同工作模式的外部品质因数随级联结构2的设置位置变化的曲线图，从而得到级联结构2与扇形微带贴片1圆心处的距离D
s
和馈线宽度W1。
[0040]在本实施例中，具体的，当设计二阶带通滤波器时，则设定带通滤波器阶数为二阶；所述扇形微带贴片1的数量为1个；所述级联结构2为设置在所述扇形微带贴片1两侧的阶梯阻抗馈电线；各所述阶梯阻抗馈电线的外端部为阻抗为50Ω的微带馈线2a。
[0041]在本实施方式中，选择一个扇形微带贴片1作为谐振器，并通过电磁仿真构建扇形微带贴片1连接阶梯阻抗馈电线后的工作模式频率曲线，从本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带通滤波器设计方法，其特征在于，包括：设定带通滤波器阶数；以及根据设定的滤波器阶数选择带通滤波器中扇形微带贴片的数量及级联结构；其中所述根据设定的滤波器阶数选择带通滤波器中级联结构的方法包括：根据滤波器不同工作模式下的外部品质因数确定级联结构的设置位置和馈线宽度。2.如权利要求1所述的带通滤波器设计方法，其特征在于，所述根据滤波器不同工作模式下的外部品质因数确定级联结构的设置位置和馈线宽度的方法包括：通过电磁仿真构建扇形微带贴片工作模式的外部品质因数随级联结构的设置位置变化的曲线；根据曲线选择级联结构的最佳设置位置。3.根据权利要求2所述的带通滤波器设计方法，其特征在于，设计二阶带通滤波器，则设定带通滤波器阶数为二阶；所述扇形微带贴片的数量为1个；所述级联结构为设置在所述扇形微带贴片馈电端的阶梯阻抗馈电线；各所述阶梯阻抗馈电线的外端部为阻抗为50Ω的微带馈线。4.根据权利要求2所述的带通滤波器设计方法，其特征在于，设计三阶带通滤波器，则设定带通滤波器阶数为三阶；所述扇形微带贴片的数量为1个；所述级联结构为设置在所述扇形微带贴片一侧的均匀阻抗谐振器；其中所述均匀阻抗谐振器的长度为1/4工作波长；以及所述均匀阻抗谐振器的接地端开设有圆形通孔；所述均匀阻抗谐振器与所述扇形微带贴片之间通过短接线连接；所述均匀阻抗谐振器的馈电端设有阻抗为50Ω的微带馈线；以及所述扇形微带贴片...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚克，范春凤，孙金土，马森森，胡雪慧，刘彦，刘庆，
申请(专利权)人：信阳师范学院，
类型：发明
国别省市：