[發明專利]基于階梯阻抗的小型化雙頻段帶通濾波器

無效

• 申請號: 201410286188.0
• 申請日: 2014-06-24
• 公開（公告）號: CN104051829A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 杜澤保;楊浩;張海英
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01P1/203
• 分類號: H01P1/203
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

技術領域

本發明涉及微波器件技術領域，特別涉及一種基于階梯阻抗的小型化雙頻段帶通濾波器。

背景技術

濾波器是無線通信系統中用于抑制干擾信號不可或缺的重要無源器件。隨著無線通信的快速發展，新材料、新工藝及半導體技術的迅猛發展，使得射頻、微波、毫米波電路的集成度越來越高，體積越來越小，而由于濾波器的特殊性一般無法與其他功能電路相集成，如何設計高性能、小型化的濾波器，是目前微波、毫米波電路設計的關鍵環節之一。

為了兼容不同通信標準，以及新一代通信技術需要與上一代通信技術進行較好的兼容，現在越來越多的研究轉向了多頻帶射頻前端器件。在這一通信趨勢下，多頻帶濾波器應運而生，以保證通信系統能夠在多個頻帶下共同工作。雙拼微波濾波器是多頻無線通信系統前端的重要器件。

一般實現雙頻帶濾波器的方法是把兩個諧振在不同頻段的諧振器結合在一起作為基本的雙頻諧振器，通過這一雙頻諧振器和饋線實現雙頻段帶通濾波器。由于包含兩個不同的諧振器，因此體積較大。

發明內容

(一)要解決的技術問題

有鑒于此，本發明的主要目的是提供一種基于階梯阻抗的小型化雙頻段帶通濾波器，以解決現有雙頻段濾波器體積大的缺點。

(二)技術方案

為達到上述目的，本發明提供了一種基于階梯阻抗的小型化雙頻段帶通濾波器，該帶通濾波器采用微帶形式實現，包括微帶基片、底層地和頂層微帶電路，其中，微帶基片形成于底層地之上，頂層微帶電路形成于微帶基片之上。

上述方案中，所述頂層微帶電路包括：相互耦合的兩個階梯阻抗諧振器，其中每個階梯阻抗諧振器均包括：采用短路線實現的高阻抗部分1；與高阻抗部分一端連接的采用短路線實現的低阻抗部分2；以及形成在低阻抗部分的與高阻抗部分相連接的相對端的多個接地通孔3；第一饋線6和第二饋線7，分別采用開路線耦合的方式對兩個階梯阻抗諧振器進行饋電；以及輸入抽頭4和輸出抽頭5，輸入抽頭4與第一饋線6之間采用漸變傳輸線連接，輸出抽頭5與第二饋線7之間采用漸變傳輸線連接。

上述方案中，所述兩個階梯阻抗諧振器通過中心奇對稱的方式相互耦合，第一階梯阻抗諧振器的高阻抗部分與第二階梯阻抗諧振器的低阻抗部分相對，第一階梯阻抗諧振器的低阻抗部分與第二階梯阻抗諧振器的高阻抗部分相對。

上述方案中，所述第一饋線6和第二饋線7采用均勻傳輸線或階梯阻抗傳輸線。

上述方案中，所述輸入抽頭4和輸出抽頭5的特征阻抗均為50歐姆。

上述方案中，所述微帶基片的相對介電常數1-100，厚度為0.05-5mm。

(三)有益效果

從上述技術方案可以看出，本發明具有以下有益效果：

1、本發明提供的基于階梯阻抗的小型化雙頻段帶通濾波器，由于采用的相互耦合的兩個階梯阻抗諧振器諧振在雙頻段，減小了濾波器尺寸。

2、本發明提供的基于階梯阻抗的小型化雙頻段帶通濾波器，采用開路線耦合的方式可靠性高，易于加工。開路線長度、寬度和耦合間距的調節來同時調節雙頻段，增加設計靈活性。

3、本發明提供的基于階梯阻抗的小型化雙頻段帶通濾波器，在兩頻段之間產生一個傳輸零點，增加兩頻段間的隔離度。

附圖說明

圖1是本發明提供的基于階梯阻抗的小型化雙頻段帶通濾波器的示意圖。

圖2是圖1中的其中一個階梯阻抗諧振器的示意圖。

圖3是對本發明提供的基于階梯阻抗的小型化雙頻段帶通濾波器進行仿真測試的結果示意圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發明進一步詳細說明。

本發明提供的基于階梯阻抗的小型化雙頻段帶通濾波器，其發明構思是：傳統的1/4波長均勻端路線在基頻和三倍頻處諧振，通過引入階梯阻抗調節兩個諧振頻率，根據微波分析方法將兩諧振頻點設計到所需的雙頻段。本發明將兩個階梯阻抗諧振器通過中心奇對稱的方式相耦合，分別計算出在兩個頻段的耦合系數。利用開路線耦合的方式進行饋電。針對饋線和一個諧振器，通過電磁仿真得到在兩頻段相對于饋線長度、寬度和間距的加載品質因子。根據耦合系數、加載品質因子得到諧振器間距、饋線尺寸。

如圖1和圖2所示，本發明提供的基于階梯阻抗的小型化雙頻段帶通濾波器，采用微帶形式實現，包括微帶基片、底層地和頂層微帶電路，其中，微帶基片形成于底層地之上，頂層微帶電路形成于微帶基片之上。