平面紧凑型三通带滤波器制造技术

本发明专利技术公开了平面紧凑型三通带滤波器，是一种利用中心加载的谐振器和内嵌的半波长谐振器来实现的三通带滤波器。中心加载的谐振器由微带线和中心加载的Ｔ型结构组成，用于产生第一个和第三个通带；半波长谐振器内嵌于中心加载的谐振器，用于产生第二个通带，交叉指式耦合结构用于实现级间电磁耦合。对第二通带而言，该结构可实现源－负载的耦合，从而在第二个通带附近产生一对传输零点，提高了滚降特性。整个滤波器采用平面结构，呈现中心对称，能够实现三个不同频段信号的筛选。滤波器的每一个通带两侧都有至少一个传输零点，从而获得很高的边缘选择性，同时还具有尺寸小，空间利用率高，易加工等特点。

Planar compact three pass filter

The invention discloses a planar compact three pass filter, which is a three pass filter implemented by a centrally loaded resonator and an embedded half wavelength resonator. The centrally loaded resonator by type T microstrip line and the center of loading, for the production of the first and third passband; half wavelength resonator embedded in the centrally loaded resonator, is used to generate a second passband, an interdigital coupling structure is used to realize the electromagnetic coupling between stages. For the second pass band, the structure can realize the coupling between source and load, resulting in a pair of transmission zeros near the second passband, and improving the roll down characteristics. The whole filter adopts planar structure, presents central symmetry, and can realize the screening of three signals in different frequency bands. Each side of the passband of the filter is provided with at least one transmission zero point, so as to obtain very high edge selectivity, and has the characteristics of small size, high space utilization, easy processing, etc..

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到移动通信、卫星通信以及微波通信等
中用于信号的发送接收的滤波器，是一种通带可以灵活控制的平面紧凑型三通带滤波器。
技术介绍
近年来，多频带、多标准无线通信系统引起了越来越多的关注，多频带带通滤波器 具有极其广泛的应用。在无线通信系统中，滤波器为极其重要的组件，其作用是使必要的信 号通过，并且将不必要的信号滤除。 实现三频段信号的筛选，传统的方法是使用三个单通带滤波器，利用三个滤波器 分别对信号进行处理，每一个滤波器筛选出对应的频段信号，这种方法的特点是简单可行， 容易实现，其缺点在于集成度不够，对于无线通信系统要求小体积、轻重量的目标来说，实 际上并不符合需求。因此如何设计一种能够有效集成的三通带滤波器，并且通带之间有较 好的隔离效果是当前的一个重要课题。 三通带滤波器的实现方式有很多种，以下我们分别阐述比较常见的结构及其特 点。(1)由三组谐振器并联实现三通带滤波器结构 这种实现方式由三组谐振器组成，采用公共的输入输出端口，每组谐振器产生一 个通带。这种滤波器的缺点是空间体积大，不易集成。 (2)由两组谐振器来实现三通带滤波器结构 这种实现方式由两组谐振器组成，其中一组谐振器产生一个通带，另一组谐振器 产生两个通带，这两组谐振器由公共的输入输出端口馈入信号。这种拓扑结构的传统实现 方法的缺点是通带的中心频率相互影响，难以控制。 (3)由一组谐振器来实现三通带滤波器结构 这种滤波器中的谐振器同时工作在三个频率上，产生三个通带。其特点是集成度 很高，工艺简单，缺点在于三个频率是相互关联的，频率和带宽都难以控制。
技术实现思路
本专利技术的目的是利用一个中心加载的谐振器和一个内嵌的半波长谐振器来设计三通带滤波器，在每个通带的两侧都可以产生一个传输零点，滚降特性好，结构简单，容易 加工，具有平面小型化的特征。 本专利技术通过如下技术方案来实现 平面紧凑型三通带滤波器，包括上层微带结构、中间介质基板和底层金属地板；其 特征在于，上层微带结构包括输入端口 1/P、输出端口 0/P、2个中心加载谐振器和2个内 嵌谐振器；第一中心加载谐振器包括开口型微带线和T型结构，依次连接的第一微带线、第 二微带线、第三微带线、第四微带线、第五微带线和第六微带线组成两端出头的开口型微带 线，T型结构与开口型微带线连接，位于开口型内部；第二中心加载谐振器与第一中心加载谐振器结构相同，对称布置，第二中心加载谐振器与第一中心加载谐振器设有间距；第二中 心加载谐振器的两出头端微带线分别为第七微带线和第八微带线；第一微带线和第七微带 线之间以及第六微带线和第八微带线之间构成耦合结构，用于实现级间信号的耦合；输入 端口 1/P和输出端口 0/P分别直接连接在第一中心加載的谐振器和第二中心加载的谐振器 上；第一内嵌谐振器和第二内嵌谐振器都为半波长谐振器，分别内嵌于第一中心加载的谐 振器和第二中心加载的谐振器内；第一内嵌谐振器包括第九微带线、第十微带线、第十一微 带线和交叉指式微带线，第九微带线和第十微带线是由四截直线微带线连接组成的弯折的 口型结构，用于和第一中心加载谐振器的第二微带线、第三微带线、第四微带线、第五微带 线及T型结构进行耦合；第二内嵌谐振器的结构和第一内嵌谐振器相同，对称布置，第一内 嵌滤波器的交叉指式微带线和第二内嵌滤波器的交叉指式微带线通过多根直线微带线相 互交叉排列组合成交叉指式结构，实现级间电磁耦合。 所述第一微带线、第二微带线、第三微带线、第四微带线、第五微带线以及第六微 带线的总长度可调。中心加载的谐振器的谐振频率可以灵活地控制，通过改变第一微带线、 第二微带线、第三微带线、第四微带线、第五微带线和第六微带线的总长度L可以控制第一 通带的谐振频率。 所述第九微带线、第十微带线和第十一微带线的总长度可调。在确定L的长度之 后，通过改变T型结构可对第三通带的谐振频率进行控制。通过改变第九微带线、第十微带 线和第十一微带线的总长度可对第二通带的谐振频率进行控制，满足滤波器在三频段的响 应要求。 利用中心加载的谐振器和内嵌半波长谐振器来实现的三通带滤波器，共有5个传 输零点，通带的每一侧都至少有一个传输零点，使得该滤波器获得很好的滚降特性。其中， 第四微带线、第五微带线和第六微带线的总长度在第一通带下侧零点频率上为1/4波长， 第六微带线末端的开路经过1/4波长阻抗变换后，在抽头位置相当于短路，从而在第一通 带的下侧产生一个传输零点；第三微带线、第二微带线和第一微带线的总长度在第一通带 上侧零点频率上为1/4波长，第一微带线末端的开路经过1/4波长阻抗变换后，在抽头位置 相当于短路，从而在第一通带的上侧产生一个传输零点；从抽头位置到T型结构的末端的 等效总长度在第三通带上侧零点频率上为1/4波长，T型结构末端的开路经过1/4波长阻 抗变换后，在抽头位置相当于短路，从而在第三通带的上侧产生一个传输零点；第二个通带 附近的一对传输零点是由滤波器实现的源_负载耦合所产生的。 所述的利用中心加载的谐振器和内嵌半波长谐振器来实现的三通带滤波器，所采用的衬底材料的介电常数为2. 94，厚度为0. 762mm。 相对于现有技术，本专利技术的三通带滤波器具有如下优点 (1)该滤波器的通带中心频率以及带宽易于控制。 (2)共实现了 5个传输零点，每个通带两侧至少有一个传输零点。其中，第二个通 带附近产生一对传输零点是因为内嵌滤波器对第二通带可以实现源-负载的耦合，提高了 滤波器的滚降特性。 (3)滤波器电路为平面结构，谐振器之间采用内嵌式的结构，整个电路尺寸小，结 构紧凑，空间利用率高，容易加工。(4)本滤波器的地面是完整的地，可以有效地防止信号泄露，并且易于和其他微带电路集成。 附图说明 图1是本专利技术的三通带滤波器的结构示意图； 图2是图1的俯视图； 图3是中心加载的谐振器的结构示意图； 图4是本专利技术的三通带滤波器实施例的频率响应曲线。具体实施方案 以下结合附图对本专利技术的技术方案作进一步的描述。 如图1所示，平面紧凑型三通带滤波器包括上层微带结构、中间介质基板和底层 金属地板；上层微带结构包括输入端口 1/P、输出端口 0/P、2个中心加载谐振器和2个内嵌 谐振器；第一中心加载谐振器1包括开口型微带线和T型结构，依次连接的第一微带线5、 第二微带线6、第三微带线7、第四微带线9、第五微带线10和第六微带线11组成两端出头 的开口型微带线，T型结构8与开口型微带线连接，位于开口型内部；第二中心加载谐振器 4与第一中心加载谐振器1结构相同，对称布置，第二中心加载谐振器4与第一中心加载谐 振器1设有间距；第二中心加载谐振器4的两出头端微带线分别为第七微带线13和第八微 带线12 ;第一微带线5和第七微带线13之间以及第六微带线ll和第八微带线12之间构成 耦合结构，用于实现级间信号的耦合，第一中心加载的谐振器1和第二中心加载的谐振器4 用于产生第一和第三通带。输入端口 1/P和输出端口 0/P分别直接连接在第一中心加载的 谐振器1和第二中心加载的谐振器4上，其特性阻抗都为50 Q 。 第一内嵌谐振器2和第二内嵌谐振器3都为半波长谐振器，分别内嵌于第一中心 加载的谐振器1和第二中心加载的谐振器4内，用于产生本文档来自技高网...

【技术保护点】
平面紧凑型三通带滤波器，包括上层微带结构、中间介质基板和底层金属地板；其特征在于，上层微带结构包括输入端口Ｉ／Ｐ、输出端口Ｏ／Ｐ、２个中心加载谐振器和２个内嵌谐振器；第一中心加载谐振器包括开口型微带线和Ｔ型结构，依次连接的第一微带线、第二微带线、第三微带线、第四微带线、第五微带线和第六微带线组成两端出头的开口型微带线，Ｔ型结构与开口型微带线连接，位于开口型内部；第二中心加载谐振器与第一中心加载谐振器结构相同，对称布置，第二中心加载谐振器与第一中心加载谐振器设有间距；第二中心加载谐振器的两出头端微带线分别为第七微带线和第八微带线；第一微带线和第七微带线之间以及第六微带线和第八微带线之间构成耦合结构，用于实现级间信号的耦合；输入端口Ｉ／Ｐ和输出端口Ｏ／Ｐ分别直接连接在第一中心加载的谐振器和第二中心加载的谐振器上；第一内嵌谐振器和第二内嵌谐振器都为半波长谐振器，分别内嵌于第一中心加载的谐振器和第二中心加载的谐振器内；第一内嵌谐振器包括第九微带线、第十微带线、第十一微带线和交叉指式微带线，第九微带线和第十微带线是由四截直线微带线连接组成的弯折的口型结构，用于和第一中心加载谐振器的第二微带线、第三微带线、第四微带线、第五微带线及Ｔ型结构进行耦合；第二内嵌谐振器的结构和第一内嵌谐振器相同，对称布置，第一内嵌滤波器的交叉指式微带线和第二内嵌滤波器的交叉指式微带线通过多根直线微带线相互交叉排列组合成交叉指式结构，实现级间电磁耦合。...

【技术特征摘要】
平面紧凑型三通带滤波器，包括上层微带结构、中间介质基板和底层金属地板；其特征在于，上层微带结构包括输入端口I/P、输出端口O/P、2个中心加载谐振器和2个内嵌谐振器；第一中心加载谐振器包括开口型微带线和T型结构，依次连接的第一微带线、第二微带线、第三微带线、第四微带线、第五微带线和第六微带线组成两端出头的开口型微带线，T型结构与开口型微带线连接，位于开口型内部；第二中心加载谐振器与第一中心加载谐振器结构相同，对称布置，第二中心加载谐振器与第一中心加载谐振器设有间距；第二中心加载谐振器的两出头端微带线分别为第七微带线和第八微带线；第一微带线和第七微带线之间以及第六微带线和第八微带线之间构成耦合结构，用于实现级间信号的耦合；输入端口I/P和输出端口O/P分别直接连接在第一中心加载的谐振器和第二中心加载的谐振器上；第一内嵌谐振器和第二内嵌谐振器都为...

【专利技术属性】
技术研发人员：章秀银，张新平，胡斌杰，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]