[實(shí)用新型]L型耦合結(jié)構(gòu)雙模微帶帶通濾波器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200920231102.9
• 申請(qǐng)日: 2009-08-26
• 公開（公告）號(hào): CN201528031U
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張雷;洪偉;周健義
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): H01P1/203
• 分類號(hào): H01P1/203
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 葉連生

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型可應(yīng)用于移動(dòng)通信系統(tǒng)的射頻前端，可以大大提高系統(tǒng)的諧波抑制度并降低帶內(nèi)插入損耗，是一種高性能的微波帶通濾波器。

背景技術(shù)

現(xiàn)代移動(dòng)通信技術(shù)系統(tǒng)對(duì)射頻前端的性能提出了越來越高的要求，而位于射頻最前端的濾波器在很大程度上影響到系統(tǒng)的發(fā)射功率和信噪比。微帶雙模濾波器以其低成本、易于加工和實(shí)現(xiàn)方式靈活等優(yōu)點(diǎn)備受矚目。由于其自身具有的雙調(diào)諧特性，體積比相同階數(shù)的濾波器減半。但是，普通微帶雙模濾波器插入損耗較大，并且其固有的二次諧波會(huì)惡化濾波器的雜散抑制特性，并造成近邊帶響應(yīng)的不對(duì)稱。上述缺點(diǎn)限制了普通微帶雙模濾波器的應(yīng)用。

為了抑制微帶環(huán)形濾波器的雜散響應(yīng)，通常有三種技術(shù)可以采用。一種是采用慢波結(jié)構(gòu)將寄生通帶搬移至遠(yuǎn)端，拉大基本通帶和寄生通帶間的頻率間隔。另一種采用諸如DGS和spur?line等陷波結(jié)構(gòu)。這類結(jié)構(gòu)通常加載于輸入/輸出線上。第三種則采用改進(jìn)的諧振器，此類諧振器具有一定的模式抑制特性。但是，第一種技術(shù)會(huì)減少濾波器的帶寬，而后兩種則會(huì)引入附加的結(jié)構(gòu)，不但使電路規(guī)模變大，而且惡化通帶內(nèi)的傳輸特性，增加插入損耗。

本實(shí)用新型在傳統(tǒng)方環(huán)形雙模諧振器的基礎(chǔ)上，提出了一種新型微帶雙模濾波器。該濾波器可以得到比傳統(tǒng)微帶更大的端口耦合量，從而降低插入損耗。同時(shí)，該濾波器特有的耦合結(jié)構(gòu)可以非常有效的抑制高次諧波的響應(yīng)。此外，該濾波器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于大規(guī)模制造，尤其適用于移動(dòng)通信射頻前端的設(shè)計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題：本實(shí)用新型的目的是提出一種L型耦合結(jié)構(gòu)雙模微帶帶通濾波器，該結(jié)構(gòu)具有插入損耗低、諧波抑制能力強(qiáng)的特點(diǎn)。并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造加工和與平面電路集成，適用于各種移動(dòng)通信射頻前端。

技術(shù)方案：本實(shí)用新型L型耦合結(jié)構(gòu)雙模微帶帶通濾波器在微波介質(zhì)基片上包括方環(huán)形諧振器、L形耦合結(jié)構(gòu)、微擾元素和50歐姆輸入輸出饋線；其中，輸入端的L形耦合結(jié)構(gòu)和輸出端的L形耦合結(jié)構(gòu)相對(duì)于方環(huán)形諧振器的一個(gè)對(duì)角線呈對(duì)稱分布；輸入端的L形耦合結(jié)構(gòu)與50歐姆輸入饋線相連，輸出端的L形耦合結(jié)構(gòu)與50歐姆輸出饋線相連，微擾元素位于方環(huán)形諧振器的一個(gè)角上，并與方環(huán)形諧振器相連。

方環(huán)形諧振器的周長(zhǎng)為中心頻率上的一個(gè)波長(zhǎng)的封閉微帶線。

輸入端的L形耦合結(jié)構(gòu)和輸出端的L形耦合結(jié)構(gòu)由終端開路的微帶線構(gòu)成，其彎曲方向應(yīng)與方環(huán)形諧振器的外沿一致。

微擾元素由方形微帶貼片構(gòu)成。

有益效果：

1.提高帶通濾波器的端口耦合量，降低帶內(nèi)插入損耗。在需要強(qiáng)耦合的場(chǎng)合，可以克服耦合縫隙過小帶來的制造工藝上的限制。

2.利用耦合結(jié)構(gòu)形成的寄生諧振單元，完全抑制濾波器的二次諧波，從而增加阻帶寬度，改善近邊帶的響應(yīng)對(duì)稱性。

3.可以靈活調(diào)整濾波器響應(yīng)中近邊帶傳輸零點(diǎn)的位置，從而獲得理想的傳輸特性。

4.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小巧，采用普通平面印刷電路工藝制作，重復(fù)性好，適合標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)和與各種平面電路的集成。

附圖說明

圖1是L型耦合結(jié)構(gòu)雙模微帶帶通濾波器示意圖。

圖中包括方環(huán)形諧振腔1、輸入端的L形耦合結(jié)構(gòu)21、輸出端的L形耦合結(jié)構(gòu)22、微擾元素3、50歐姆輸入饋線41、50歐姆輸出饋線42。

圖2為實(shí)施實(shí)例1的近邊帶傳輸系數(shù)測(cè)量結(jié)果，

圖3為實(shí)施實(shí)例1的近邊帶反射系數(shù)測(cè)量結(jié)果，

圖4為實(shí)施實(shí)例1的寬頻帶傳輸系數(shù)測(cè)量結(jié)果。

具體實(shí)施方式

在微波介質(zhì)基片上包括方環(huán)形諧振器1、L形耦合結(jié)構(gòu)、微擾元素3和50歐姆輸入輸出饋線；方環(huán)形微帶諧振器由封閉環(huán)形微帶線構(gòu)成，由于環(huán)的寬度很窄，該諧振器和微帶諧振器有相同的色散特性，可以看作是一段閉環(huán)的傳輸線，所以方環(huán)形諧振器還可以用傳輸線模型來描述，等效為一并聯(lián)諧振電路。該諧振器工作的最低模式為TM₁₀₀模和TM₀₁₀模。在該結(jié)構(gòu)的對(duì)角線上放置方形貼片作為微擾元素，使得上述的一對(duì)簡(jiǎn)并模之間產(chǎn)生耦合，等效為兩個(gè)相互耦合的諧振器，這兩個(gè)諧振器通過縫隙和微帶耦合臂之間產(chǎn)生耦合。通過調(diào)整微擾貼片的大小，可以控制兩個(gè)模式之間的耦合系數(shù)；調(diào)整諧振器和耦合臂之間的縫隙寬度，可以調(diào)整外部Q值的大小。從而構(gòu)成了滿足一定性能要求的二階濾波器，使得電路規(guī)模縮小。