[發明專利]一種小型化高性能微帶雙模帶通濾波器

有效

• 申請號: 200910028003.5
• 申請日: 2009-01-05
• 公開（公告）號: CN101465458A
• 公開（公告）日: 2009-06-24
• 發明（設計）人: 洪偉;康煒;周健義
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H01P7/08
• 分類號: H01P7/08
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 葉連生

技術領域

本發明是一種小型化且可大大提高性能的微帶雙模(dual-mode)帶通濾波器， 尤其是一種小型化高性能的多圓弧微帶雙模帶通濾波器。

背景技術

隨著移動通信、衛星通信、雷達和遙感技術的不斷發展，系統對射頻收發前端 的微波濾波器設計提出了越來越高的要求。微帶結構的濾波器因為其易于設計，容 易集成等優點在通信電子系統得到了廣泛的應用。隨著集成電路技術的發展，收發 信機的體積正日趨減小，在這種趨勢的要求下，濾波器的小型化研究正越來越成為 研究的熱點。但普通的微帶結構濾波器體積較大，不能滿足目前各種小型的收發 通信系統對于射頻濾波器的要求。

雙模結構的微帶濾波器具有體積小、重量輕和成本低的優點，因此受到了普遍 的關注和重視.雙模微帶濾波器作為一種特殊的濾波器，在實際應用中可以等效為 雙調諧的諧振電路。因此，使用的濾波器貼片的數量可以減半，相應的電路尺寸也 會減少，節省了電路空間。基于以上特性，雙模濾波器越來越廣泛地應用于各種小 型的收發通信系統中。但一般的雙模微帶濾波器的較明顯的缺點在于其相對較大 的帶內差損和微帶結構濾波器所固有的諧波頻率。這在一定程度上影響了雙模微 帶濾波器在移動通信中的應用。

本發明在傳統方形雙模濾波器的基礎上，采用一種新的微帶帶通濾波器結構。 該結構很好的解決了傳統雙模濾波器的輻射損耗大的問題，同時更加有效的抑制 高次諧波輸出。并且在一般雙模微帶濾波器體積小的優點上進一步縮小了濾波器 的面積。這種濾波器有望在多種微波系統和移動通信系統中得到應用。

發明內容

技術問題：本發明提出一種小型化高性能微帶雙模帶通濾波器，該結構具有 體積小巧，制作簡單，便于平面電路集成，同時可以大大提高濾波器性能，適用 于多種小型收發通信系統。

技術方案：本發明是在傳統方環雙模帶通濾波器的基礎上發展而來的。該濾 波器的諧振器是由多段圓弧組成，在諧振腔中存在諧振頻率相同彼此正交的多個 成對的場模式(即簡并模式)，但工作時僅使用最低次簡并模。同時在諧振電路的 對稱軸上設置兩段圓弧作為微擾結構，兩個正交的場模式間產生耦合，并導致諧 振頻率分裂。在物理上相當于一個諧振電路起到兩個諧振器的作用，從而構成滿 足一定性能要求的二級濾波器，節省了電路面積。輸入輸出的50歐姆饋線通過耦 合臂和諧振腔進行耦合。通過改變微擾結構的尺寸及耦合臂和諧振腔之間的距離 可以調節濾波器的帶寬。具體做法為：

在微波介質基片上包括多段圓弧組成的諧振腔、50歐姆輸入輸出饋線、耦合 臂；其中，諧振腔為四個半圓弧和四個四分之三圓弧組成，50歐姆輸入輸出饋線 包括輸入饋線和輸出饋線，耦合臂包括輸入耦合臂和輸出耦合臂；其中，四個半 圓弧的外弧面相對，對稱該濾波器的中心分布，每個四分之三圓弧的兩端分別與 相鄰的兩個半圓弧相接；輸入饋線與輸入耦合臂相接，輸入耦合臂位于諧振腔外 的一側，輸出饋線與輸出耦合臂相接，輸出耦合臂位于諧振腔外的另一側且輸入 饋線與輸出饋線相垂直。線寬不同的四個半圓弧和四個四分之三圓弧組成的的雙 模諧振腔。

有益效果：

1.本帶通濾波器由于利用特殊的結構產生雙模特性，可大大縮小面積，滿足 現代通信系統小型化的要求。

2.濾波器阻帶特性通過采用產生，從而增加阻帶的帶寬和抑制特性。同時由 于耦合量增加，可以獲得較低的帶內差損。

3.濾波器采用微帶線作為輸入輸出饋線，可以方便與微波平面電路高度集成， 適合移動小型化設備使用。

4.該濾波器結構簡單，全部利用微帶PCB工藝生產，成本低、精度高、重復 性好，適合標準化生產。

附圖說明

圖1為實施例1結構示意圖，長度單位：mm，

圖2為實施實例1的窄帶S21反射系數測量結果。

圖3為實施實例1的窄帶S11反射系數測量結果。

圖4為實施實例1的寬帶S21反射系數測量結果。

圖中有：諧振腔1，微擾結構2，輸出饋線3，四個半圓弧4，四個四分之三 圓弧5，輸入耦合臂6，與輸出耦合臂7。

具體實施方式