[發明專利]串聯型單側橢圓函數傳輸線濾波器

有效

• 申請號: 201410245635.8
• 申請日: 2014-06-04
• 公開（公告）號: CN104078727A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 黃建
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十研究所
• 主分類號: H01P1/20
• 分類號: H01P1/20;H01P1/203
• 代理公司: 成飛(集團)公司專利中心 51121
• 代理人: 郭純武

技術領域

本發明涉及一種廣泛應用于微波毫米波頻段通信、雷達和測量儀器等系統中，用來控制信號的頻率響應，阻斷無用信號頻率分量傳輸，使有用的信號頻率分量幾乎無衰減地通過的濾波器。

背景技術

濾波器是微波電路與系統中廣泛應用的無源電路，用于實現特定的選頻特性，濾波器按傳輸特性可分為高通、低通、帶通和帶阻等類型，濾波器的通帶插入損耗、阻帶抑制度等性能對電路的性能指標有很大的影響。隨著頻率資源日益緊張,頻譜的日益擁擠，無線電系統對濾波器的選頻特性提出了更高的要求，要求具有更陡峭的過渡帶衰減特性(或高矩形系數)、通帶低插入損耗、平坦的通帶群時延、較大的阻帶帶寬和阻帶抑制度等特性，并且隨著系統小型化要求的提高，需要盡可能實現濾波器的小型化和集成化。

為了便于利用網絡綜合技術來設計濾波器，傳統的方法是利用特定的函數逼近所需的濾波器傳輸特性，并通過網絡綜合實現特定傳輸函數。常用來逼近濾波器傳輸特性的函數類型有最大平坦型、切比雪夫型和橢圓函數型，其中橢圓函數型傳輸函數在濾波器的阻帶有限頻率處具有傳輸零點和極點,并因此改善帶通濾波器的帶外抑制性能。橢圓函數濾波器結構緊湊,比切比雪夫濾波器有更好的過渡特性和更高的帶外抑制度，能實現優越的選頻性能。但電路實現復雜，通常采用在不相鄰的諧振腔間引人交叉耦合方式來實現。雖然對這種帶有交叉耦合的濾波器的綜合和設計已有廣泛研究,但是其加工和調試難度均較大，限制了其工程應用。

為了實現工作頻帶附近的良好頻率選擇特性，目前主要采用帶通濾波器和帶阻濾波器，然而具有陡峭過渡帶衰減特性的帶通濾波器一般需要多級濾波器，多級濾波器是由一系列相互耦合的諧振器構成，其插入損耗較大，帶內群時延及其波動增大，同時體積較大。多級帶阻濾波器具有同樣缺點。采用單個高Q值諧振回路的濾波器可以實現較低插入損耗，但這種單回路濾波器帶寬較窄，很難滿足實際應用要求。

在濾波器的很多應中，更關注的系統工作頻段附近的選頻特性，并且濾波器低插入損耗和小型化要求更為重要，典型的應用包括作為預選器、雙工器或多工器、用于抑制發射信號特定雜波分量的濾波器和用于在接收前端抑制發射泄漏的濾波器。在多數情況下，這些濾波器只要求在通帶的單側具有陡峭的過渡帶特性，適中的通帶和阻帶寬度，但要求插損盡量低，以降低系統損耗，同時應當具有結構簡單和小型化特點，便于加工實現和系統集成應用。

發明內容

本發明的目的是針對上述現有技術存在的不足之處和應用需求，提供一種電路形式簡單，易于集成化，小型化，通帶及阻帶帶寬適中，易于實現通帶內低插入損耗，具有優良頻率選擇性的單側橢圓函數傳輸特性傳輸線濾波器。

為達到以上目的，本發明提出一種串聯型單側橢圓函數傳輸線濾波器，包括輸入輸出傳輸線、串聯十字接頭、短路傳輸線枝節、級聯傳輸線節和串聯傳輸線節等傳輸線元件，其特征在于：所述傳輸線元件均采用包括平行雙線在內的各種高頻傳輸線形式，所述串聯十字接頭是一種四端口傳輸線元件，其功能為實現任意四條同類型傳輸線串聯連接；濾波器電路中，輸入輸出傳輸線、串聯十字接頭、短路傳輸線枝節、級聯傳輸線節和串聯傳輸線節傳輸線元件構成分布參數網絡，其中，第一串聯十字接頭2與第二串聯十字接頭7相對排列，二者相對的端口之間通過級聯傳輸節3連接，二者的兩個同側端口通過串聯傳輸線節4連接；第一串聯十字接頭2另兩個端口分別連接輸入傳輸線1和第一短路傳輸線枝節5，第二串聯十字接頭7的另兩個端口分別連接輸出傳輸線8和第二短路傳輸線枝節6。具有上述連接關系的分布參數二端口網絡具有多重諧振特性，適當設計傳輸線元件參數，該網絡在濾波器工作頻帶內將產生一組非零有限頻率傳輸零點和一組非零有限頻率反射零點，二者在在頻率軸上鄰接但不交疊，從而具有單側橢圓函數濾波特性。

本發明相比于現有技術具有如下有益效果：