[發明專利]一種基于螺旋諧振器的小型化寬帶帶通濾波器

無效

• 申請號: 201410287082.2
• 申請日: 2014-06-24
• 公開（公告）號: CN104051832A
• 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;H01P7/00
• 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

本發明涉及微帶濾波器技術領域，特別涉及一種基于螺旋諧振器的小型化寬帶帶通濾波器。

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，對于通信信道容量的要求與日俱增，需要使用寬帶信號處理的寬帶濾波器來提高整個系統的信道容量。

在通信的微波/射頻設備中，頻寬通常以赫茲(Hz)來表示。從帶寬角度，相對帶寬大于20％或絕對帶寬大于1GHz屬于寬帶濾波器。其中，相對帶寬BW＝(f₂-f₁)/f₀。f₂和f₁分別為通帶的上下截止頻率，f₀為中心頻率。

微帶實現的寬帶濾波器大多采用交叉指或者梳狀線結構來實現，但這類濾波器均需要接地，在系統集成時為面臨不可避免的其他電路的干擾。

發明內容

(一)要解決的技術問題

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種基于螺旋諧振器的小型化寬帶帶通濾波器，以解決傳統寬帶濾波器難以避免接地的問題，增加諧振器間耦合強度，減小濾波器尺寸。

(二)技術方案

為達到上述目的，本發明提供了一種基于螺旋諧振器的小型化寬帶帶通濾波器，該小型化寬帶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；其中，頂層微帶電路包括輸入抽頭5、輸出抽頭6和諧振器列，該諧振器列連接于輸入抽頭5與輸出抽頭6之間。

上述方案中，所述輸入抽頭5或輸出抽頭6為特征阻抗50歐姆的傳輸線。

上述方案中，所述輸入抽頭5或輸出抽頭6與該諧振器列之間采用漸變的傳輸線。

上述方案中，所述諧振器列包括多個平行耦合結構的諧振器單元，每個諧振器單元包括兩個相互嵌套耦合的螺旋諧振器。所述螺旋諧振器采用均勻阻抗傳輸線或階梯阻抗傳輸線，其電長度在中心頻率處為1/2波長。所述多個平行耦合結構的諧振器單元在空間上上下錯開一定位置，使所有諧振器單元中的第一個螺旋諧振器處于同一水平位置。

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。

上述方案中，該小型化寬帶帶通濾波器采用直連饋電方式或耦合饋電方式。

(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、本發明提供的基于螺旋諧振器的小型化寬帶帶通濾波器，由于采用螺旋結構，和傳統的1/2波長發夾式諧振器相比，尺寸大大減小。

2、本發明提供的基于螺旋諧振器的小型化寬帶帶通濾波器，螺旋結構能夠實現嵌套耦合，大大增強了諧振器間的耦合強度，易于實現寬帶特性。

3、本發明提供的基于螺旋諧振器的小型化寬帶帶通濾波器，由于每兩個諧振器嵌套耦合，當濾波器階數每增加兩階只大約增加一個諧振器面積，提高阻帶抑制的同時增加了較小尺寸。

附圖說明

圖1是依照本發明實施例的基于螺旋諧振器的小型化寬帶帶通濾波器的示意圖。

圖2是圖1所示的小型化寬帶帶通濾波器中諧振器單元的示意圖。

圖3是圖2所示的諧振器單元中螺旋諧振器的示意圖。

圖4是圖1所示的小型化寬帶帶通濾波器中兩個諧振器單元平行耦合的示意圖。

圖5是對圖1所示的小型化寬帶帶通濾波器進行仿真測試的結果圖。

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。

如圖1所示，本發明提供了一種基于螺旋諧振器的小型化寬帶帶通濾波器，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；其中，頂層微帶電路包括輸入抽頭5、輸出抽頭6和諧振器列，該諧振器列連接于輸入抽頭5與輸出抽頭6之間。微帶基片的相對介電常數1-100，厚度為0.05-5mm。該小型化寬帶帶通濾波器采用直連饋電方式或耦合饋電方式。

其中，該諧振器列包括多個平行耦合結構的諧振器單元，每個諧振器單元包括兩個相互嵌套耦合的螺旋諧振器，如圖2所示。所述螺旋諧振器采用均勻阻抗傳輸線或階梯阻抗傳輸線，其電長度在中心頻率處為1/2波長。所述多個平行耦合結構的諧振器單元在空間上上下錯開一定位置，使所有諧振器單元中的第一個螺旋諧振器處于同一水平位置。