[發(fā)明專利]基于非對稱階躍阻抗諧振器的超窄帶雙頻濾波器

無效

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• 申請日: 2012-04-20
• 公開（公告）號: CN102623775A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發(fā)明（設計）人: 肖中銀;黃春艷;王業(yè)清;李好;儲君君
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: H01P1/203
• 分類號: H01P1/203;H01P7/08
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

所屬技術領域

本發(fā)明涉及一種基于非對稱階躍阻抗諧振器的超窄帶雙頻濾波器，屬于無線通信技術領域中具有小型化、高選頻特性的雙頻帶通濾波器范疇。

背景技術

?隨著無線通信系統(tǒng)的快速發(fā)展，頻譜資源日益稀缺，高效的頻譜利用率對具有高選頻特性、小型化、低成本的雙頻或多頻濾波器需求迫切。高選頻特性是指濾波器通帶到阻帶的過渡十分陡峭，且阻帶回波損耗要盡量大。為實現(xiàn)高選頻特性，往往在通帶一側或兩側引入多個傳輸零點，傳輸零點越靠近通帶，選頻特性就越好。

在現(xiàn)有的技術條件下，用于產(chǎn)生傳輸零點的交叉耦合雙頻濾波器尺寸仍較大，以及選頻特性有待提高。傳統(tǒng)的濾波器是通過增加諧振器的個數(shù)實現(xiàn)多個傳輸零點，但會增加濾波器的體積和設計成本。因此，為解決當前無線通信系統(tǒng)中頻譜資源稀缺問題，研究小型化、高選頻特性、低成本的雙頻或多頻濾波器具有很大的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決當前微帶雙頻濾波器無法實現(xiàn)較好的選頻特性，以及體積仍較大等關鍵技術問題，提供一種新型的基于非對稱階躍阻抗諧振器的超窄帶雙頻濾波器，它在通帶外有四個傳輸零點，通帶內(nèi)具有低插損，帶外有高衰減，從而實現(xiàn)高的選頻特性。發(fā)明的本目的可通過下述發(fā)明構思實現(xiàn)：

（1）????????采用的介質板材料：介質基板選用的介電常數(shù)為???????????????????????????????????????????????=2.65，厚度為h=0.8mm。

（2）????????采用非對稱階躍阻抗諧振器結構作為基礎。

（3）????????加工后的電路板共分為三層：介質板背面一層為金屬鍍層，作為接地面。介質基??板表面附著微帶線。中間層是介質基板和輸入輸出端口，端口處用于焊接兩個同軸接頭。介質板表面附著的微帶線由以下幾個部分組成：兩個相互耦合的螺旋形非對稱階躍阻抗諧振器A、B,其中諧振器A與諧振器B相距d，諧振器B相對諧振器A旋轉180度并交錯耦合，輸入輸出饋線采用180度耦合饋電。通過改變兩個螺旋形金屬微帶線諧振器的間距和輸入輸出饋線的長度等可以在通帶外產(chǎn)生四個傳輸零點，并調(diào)節(jié)零點的位置和通帶特性，從而提高頻率選擇性。

所述的金屬微帶線和金屬鍍層可以是導電性能較好的金、銀或銅。

所述的中間層可以是不同介電常數(shù)的介質板，在其它條件不變的情況下，金屬微帶線的長度與介電常數(shù)成反比。

本發(fā)明的雙頻濾波器是由兩個相同的螺旋形非對稱階躍阻抗諧振器組成，單個諧振器長度為第一中心頻率處的二分之一波長。利用單個諧振器的基頻和第一諧波實現(xiàn)雙頻特性。改變兩個螺旋形諧振器間的耦合間距和輸入輸出饋線的長度等可以在通帶外產(chǎn)生四個傳輸零點。調(diào)節(jié)非對稱階躍阻抗的阻抗比和電長度可實現(xiàn)帶外寬阻帶。此結構設計出的雙頻濾波器帶內(nèi)插損低、選頻特性好、體積小。

該諧振器結構的饋電方式有兩種，一種是直接接入即抽頭饋電，一種是耦合饋電，本發(fā)明采用耦合饋電，這種饋電結構不需加入阻抗變換器，通過調(diào)整饋線與諧振器的距離，進而調(diào)節(jié)具體的通帶特性。

根據(jù)上述發(fā)明構思，本發(fā)明采用下述技術方案：

一種基于非對稱階躍阻抗諧振器的超窄帶雙頻濾波器，包括介質基板，介質基板表面的微帶線，介質基板下表面的接地金屬鍍層；其特征在于所述介質基板上表面微帶線由兩個相同的非對稱階躍阻抗諧振器及輸入輸出饋線組成；諧振器與諧振器折疊成螺旋結構，并且相互弱耦合；同時輸入、輸出饋線也分別與諧振器耦合饋電。

所述每個諧振器長度為第一中心頻率處的二分之一波長，且每個諧振器的兩端開路。

所述輸入饋線與輸出饋線成180度饋電。

所述介質基板表面的微帶線和接地金屬鍍層材料采用導電性能良好的金、銀或銅。

所述介質基板為介電常數(shù)=2.65的介質板，該介質板厚度h?=0.8mm。

與現(xiàn)有的技術相比，本發(fā)明具有如下顯而易見的實出實質地特點和顯著優(yōu)點：

（1）????傳統(tǒng)的諧振器主要采用對稱的階躍阻抗結構，由于對稱的階躍阻抗結構具有兩階不連續(xù)性，而本發(fā)明采用的非對稱階躍阻抗諧振器僅具有一階不連續(xù)性，所以減小了不連續(xù)性帶來的損耗，同時也增加了結構設計的靈活性。

（2）?與現(xiàn)有的具有額外傳輸零點的雙頻濾波器相比，本發(fā)明具有更低的階數(shù)，是一個二階濾波器。卻使得通帶外有四個傳輸零點，使其具有高的選頻特性。同時將諧振器設計成螺旋結構，使整個濾波器具有更小的體積。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的基于非對稱階躍阻抗諧振器的超窄帶雙頻濾波器結構圖。