[發(fā)明專利]一種微帶雙G型窄帶帶通濾波器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710213228.2
• 申請(qǐng)日: 2017-04-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106848504B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄒煥;馬睿;徐騰飛;吳紹煒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H01P1/20
• 分類號(hào): H01P1/20;H01P1/203;H01P7/08
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

該發(fā)明公開(kāi)了一種微帶雙G型窄帶帶通濾波器，屬于微波工程技術(shù)領(lǐng)域，特別是窄帶帶通濾波器領(lǐng)域。通過(guò)兩個(gè)多曲折線非對(duì)稱G型諧振器單元呈中心對(duì)稱排列分布，實(shí)現(xiàn)了在中心點(diǎn)周圍的電場(chǎng)磁場(chǎng)混合耦合，有效縮小了諧振器的體積，拓寬了抑制邊帶的范圍，實(shí)現(xiàn)了帶外抑制超寬超平坦的窄帶帶通濾波器。通過(guò)在兩個(gè)諧振單元之間采用電磁混合耦合方式，避開(kāi)了磁耦合、電耦合的分別設(shè)計(jì)，有效的減小了濾波器的尺寸，控制了帶寬。利用不對(duì)稱耦合諧振單元模型實(shí)現(xiàn)了超寬的帶外抑制。采用微帶的形式，避免了諸如腔體濾波器加工后復(fù)雜的調(diào)試過(guò)程，在PCB集成電路中，可以和基板一次性成型，避免了安裝、焊接過(guò)程。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微波工程技術(shù)領(lǐng)域，特別是窄帶帶通濾波器領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著雷達(dá)、精確制導(dǎo)、遙感和無(wú)線電通信行業(yè)的迅猛發(fā)展，對(duì)小型化、高性能的窄帶帶通濾波器的需要變得越來(lái)越迫切。在各種電路結(jié)構(gòu)中，微帶線結(jié)構(gòu)以其加工簡(jiǎn)單、免調(diào)試、成本低、易于集成等優(yōu)點(diǎn)，得到廣泛的應(yīng)用。因此，微帶結(jié)構(gòu)的窄帶帶通濾波器一直是無(wú)線通信領(lǐng)域研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。傳統(tǒng)的微帶開(kāi)路環(huán)諧振結(jié)構(gòu)濾波器存在體積較大、插入損耗大、矩形系數(shù)差、不易集成、相鄰?fù)◣Щ_等問(wèn)題。

J.S.Hong和M.J.Lancaster于1996年提出了一種微帶開(kāi)路環(huán)諧振結(jié)構(gòu)濾波器^[1],該濾波器存在體積大、相鄰?fù)◣Щ_等問(wèn)題；褚慶昕和王歡在2009年公開(kāi)了一種可控電磁耦合微帶開(kāi)口環(huán)諧振器濾波器的發(fā)明^[2]，但是其微帶諧振器組中的諧振器呈直線排列，占用面積依然很大，且采用高低阻抗線，調(diào)試較復(fù)雜。鄭宏興等人在2010年設(shè)計(jì)了一種包括微帶線方形開(kāi)路環(huán)、兩個(gè)梳狀支路和兩個(gè)輸入輸出L型微帶線的窄帶帶通濾波器^[3]，雖然結(jié)構(gòu)較緊湊但構(gòu)造仍然較復(fù)雜，且不能有效抑制第二帶通干擾；Ling Wang等人在2012年提出了一種窄帶帶通濾波器的設(shè)計(jì)，但是結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，且體積較大^[4]。Mudrik Alaydrus等人在2013年提出了一種交叉耦合帶通濾波器的設(shè)計(jì)^[5]，其結(jié)構(gòu)雖然簡(jiǎn)單但是體積大不利于集成。

傳統(tǒng)的窄帶帶通濾波器，一般是基于廣義切比雪夫?yàn)V波器綜合方法，分開(kāi)仿真計(jì)算耦合單元的磁耦合系數(shù)和電耦合系數(shù)，兩個(gè)諧振單元之間的耦合方式為磁耦合或電耦合中的一種，要實(shí)現(xiàn)窄帶帶通濾波器，這樣的設(shè)計(jì)無(wú)疑增加了面積，插入損耗大；多諧振單元的交叉耦合使得濾波器的寄生通帶與中心頻率相距較近，也不能達(dá)到很平坦的帶外抑制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種小型化的高性能的窄帶帶通濾波器，該濾波器創(chuàng)新性地采用了雙G型中心對(duì)稱微帶結(jié)構(gòu)，解決傳統(tǒng)窄帶帶通濾波器傳輸時(shí)的插入損耗大、帶外抑制不夠高、矩形系數(shù)差的問(wèn)題。

本發(fā)明通過(guò)兩個(gè)多曲折線非對(duì)稱G型諧振器單元呈中心對(duì)稱排列分布，實(shí)現(xiàn)了在中心點(diǎn)周圍的電場(chǎng)磁場(chǎng)混合耦合，有效縮小了諧振器的體積，拓寬了抑制邊帶的范圍，實(shí)現(xiàn)了帶外抑制超寬超平坦的窄帶帶通濾波器。因而本發(fā)明的技術(shù)方案為一種微帶雙G型窄帶帶通濾波器，該濾波器包括基板和設(shè)置于基板上的微帶線，其中微帶線包括：輸入微帶線、輸入耦合微帶線、輸出耦合微帶線、輸出微帶線；其特征在于所述輸入耦合微帶線和輸出耦合微帶線為由微構(gòu)成的G型結(jié)構(gòu)，輸入微帶線與輸入耦合微帶線G型結(jié)構(gòu)的外側(cè)底部連接，輸入微帶線和輸入耦合微帶線構(gòu)成的形狀與輸出微帶線和輸出耦合微帶線構(gòu)成的形狀呈中心對(duì)稱，輸入耦合微帶線G型結(jié)構(gòu)的頂部末端與輸出耦合微帶線G型結(jié)構(gòu)的頂部末端相對(duì)且不連接。

進(jìn)一步的，通過(guò)調(diào)節(jié)輸入耦合微帶線和輸出耦合微帶線G型結(jié)構(gòu)的頂部末段微帶線和內(nèi)部末端微帶線之間的距離，實(shí)現(xiàn)對(duì)所述濾波器電磁耦合系數(shù)的調(diào)節(jié)。

本發(fā)明通過(guò)在兩個(gè)諧振單元之間采用電磁混合耦合方式，避開(kāi)了磁耦合、電耦合的分別設(shè)計(jì)，有效的減小了濾波器的尺寸，控制了帶寬。利用不對(duì)稱耦合諧振單元模型實(shí)現(xiàn)了超寬的帶外抑制。采用微帶的形式，避免了諸如腔體濾波器加工后復(fù)雜的調(diào)試過(guò)程，在PCB集成電路中，可以和基板一次性成型，避免了安裝、焊接過(guò)程。