[發明專利]一種S波段的能源-負載耦合T型環帶通濾波器

在審

• 申請號: 201610131785.5
• 申請日: 2016-03-09
• 公開（公告）號: CN105720341A
• 公開（公告）日: 2016-06-29
• 發明（設計）人: 李中偉;譚洪舟;區俊輝;安德烈·安德烈尼克
• 申請（專利權）人: 廣東順德中山大學卡內基梅隆大學國際聯合研究院;中山大學
• 主分類號: H01P1/212
• 分類號: H01P1/212
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

技術領域

本發明涉及一種濾波器，尤其涉及到一種S波段的能源-負載耦合T型環帶通濾波器。

背景技術

電磁輻射能量傳輸與收集是通過電磁輻射的方式傳輸能量，接受系統傳輸的電磁輻射能量，或環境中的電磁輻射能量，并把這種能量轉化為一般儀器設備可用的直流能量的過程。這個過程擺脫了傳統的有線傳輸，通過自由空間傳輸實現。

無線通信系統收發的射頻信號是模擬信號，這個射頻模擬信號需要進行濾波器濾波，濾波的目的是保證只讓頻帶內的信號通過，抑制頻帶外的噪聲，所以濾波器在信號的發射與接收過程中起著關鍵的作用，是必不可少的器件，其性能的好壞對系統性能有顯著影響。

應用于S波段的帶通濾波器制作技術有微帶線、共面波導、共面帶狀線、固態諧振腔等，傳統的濾波器尺寸較大，不利于集成，且性能一般，設計調整難度較大，在很多場合使用受限。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種尺寸小，結構緊湊，性能好，可靠性高的S波段的能源-負載耦合T型環帶通濾波器。

為達到上述目的，本發明采用下述技術方案。

一種S波段的能源-負載耦合T型環帶通濾波器，包括輸入端阻抗匹配線、兩段階躍阻抗線、兩段環狀耦合線、輸出端阻抗匹配調整線、T型微帶線和兩段源-負載耦合微帶線；

輸入端阻抗匹配線的一端為輸入端，另一端通過一段階躍阻抗線與一段環狀耦合線的一端連接，該環狀耦合線的另一端懸空；該段環狀耦合線的懸空端與另一段環狀耦合線的懸空端之間有間隔，另一段環狀耦合線的另一端通過另一段階躍阻抗線與輸出端阻抗匹配調整線的一端連接，輸出端阻抗匹配調整線另一端為輸出端，T型微帶線與兩段環狀耦合線耦合；

源-負載耦合微帶線為環狀線，一段源-負載耦合微帶線設置在距離輸入端2mm-15mm處，且與輸出端阻抗匹配調整線的夾角大于6度，；另一段源-負載耦合微帶線設置在距離輸出端2mm-15mm處，且與輸入端阻抗匹配線的夾角大于6度。

T型結構可以用來抑制帶通/帶阻濾波器的高次諧波，也可以使濾波器小型化。同時源——負載耦合結構是一種強I/O設計，能夠增加濾波器信號的傳輸路徑，增加傳輸零點，從而提高濾波器的阻帶抑制性。

源-負載耦合微帶線設置在距離輸入端2mm-15mm處，其距離越短中心頻率越低，低于2mm或大于15mm基本不改變濾波器特性。源-負載耦合微帶線與輸出端阻抗匹配調整線的夾角或與輸入端阻抗匹配線的夾角如果小于6度則會由于過于接近導致失真，大于6度帶寬減小性能降低，所以選擇6°。

優選的，所述帶通濾波器是在聚四氟乙烯雙面覆銅板基片上制作的。

優選的，所述基片厚度為0.813mm，介電常數為2.55，損耗角正切值等于0.001，導帶銅箔厚度為0.035mm。

優選的，源-負載耦合微帶線是寬度為1mm的環狀線，在實際選擇過程中，寬度越小性能越好，為了使中心頻率為2.45ghz，一段源-負載耦合微帶線設置在距離輸入端7mm處；另一段源-負載耦合微帶線設置在距離輸出端7mm處。

優選的，所述T型微帶線為環狀的T型諧振結構。

優選的，整個結構的輸入輸出對稱，如果不對稱性能會下降。

基于上述技術方案，濾波器的T型結構為環狀的T型諧振結構，避免在單一方向上有過長的尺寸，這樣可以使濾波器更加小型化。同時，在環狀耦合拐角加入T型結構，增強濾波器的阻帶抑制性；在環狀T型諧振器結構的基礎上加入源-負載耦合結構，利用強輸入-輸出耦合設計，增加濾波器信號傳輸路徑，增加傳輸零點，從而提高濾波器的阻帶抑制性。

與現有技術相比，本發明主要有以下顯著優點：

1.濾波器尺寸較小，結構緊湊，易于集成；

2.濾波器工作在C波段，中心頻率為2.4Ghz，為ISM頻段，適用范圍廣；

3.性能好，帶寬較寬，插入損耗低；

4.可靠性高，調節性能方便，通過改變參數能使性能更符合使用者的需求。

附圖說明

圖1為濾波器的結構圖。

圖2為濾波器的S參數仿真曲線圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步的描述，但本發明的實施方式并不限于此。

如圖1，一種S波段的能源-負載耦合T型環帶通濾波器，包括輸入端阻抗匹配線1、兩段階躍阻抗線2、兩段環狀耦合線3、輸出端阻抗匹配調整線4、T型微帶線5和兩段源-負載耦合微帶線6；