[發明專利]一種小型化高性能諧振器及射頻帶通濾波器

在審

• 申請號: 201710358399.4
• 申請日: 2017-05-19
• 公開（公告）號: CN106972234A
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發明（設計）人: 劉宗岳
• 申請（專利權）人: 四川眾為創通科技有限公司
• 主分類號: H01P7/08
• 分類號: H01P7/08;H01P1/203
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙)51220
• 代理人: 郭受剛

技術領域

本發明涉及微波射頻領域，具體涉及一種小型化高性能諧振器及射頻帶通濾波器。

背景技術

隨著電子信息的迅猛發展，使日趨緊張的頻譜資源更加凸顯匱乏，為提高通信容量及降低相鄰信道間信號串擾，對濾波器雜波抑制能力及選擇性提出更高的要求。為提高濾波器帶外抑制及頻率選擇性指標，傳統巴特沃斯型和切比雪夫型濾波器主要通過增加諧振器數來實現，但這會導致電路損耗、體積及制作成本增加。橢圓函數濾波器雖然可通過在阻帶引入對稱的傳輸零點來實現高帶外抑制及選擇性，但在實際應用中橢圓函數濾波器實現難度較大。廣義切比雪夫函數濾波器以其優異性能得到國內外濾波器研究學者的青睞，其帶外傳輸零點個數及位置均可控，在濾波器階數給定情況下，可通過調整濾波器帶外傳輸零點個數及位置，對濾波器帶外抑制及選擇性進行改善，這凸顯出傳輸零點在濾波器設計中的重要性，可使濾波器用較少的階數實現較高的帶外抑制及選擇性。目前實現傳輸零點技術主要包括交叉耦合技術、源-負載耦合技術及混合電磁耦合技術。

高的頻率選擇性和小型化是濾波器設計的重點?，F代無線通信系統向著高密度、高集成化的方向發展。濾波器是無線通信電路中的中心器件，減小濾波器的體積可以有效的縮小整個通信系統的體積，降低系統的功耗和系統的制造成本。現有的諧振器為了提高諧振頻率需要采用增大尺寸的方式，然而增大諧振器尺寸會增加整個通信系統的體積，系統的功耗和系統的制造成本；同時，傳統濾波器主要通過增加諧振器的個數來實現濾波器優良的帶外抑制特性，這會增加系統的損耗、增大整個系統的體積，還有另外提高選擇性的途徑是引入多個傳輸零點，橢圓函數濾波器根據其零點分布特性可以知道濾波器在通帶兩側較近的頻段內具有較高的抑制，但其遠端抑制卻不理想，并且它的結構復雜、實現起來也不容易。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是現有的諧振器為了提高諧振頻率需要采用增大尺寸的方式，然而增大諧振器尺寸會增加整個通信系統的體積、系統的功耗和系統的制造成本；同時，傳統濾波器也會增加系統的損耗、增大整個系統的體積，而采用橢圓函數濾波器則結構復雜，不易實現，目的在于提供一種小型化高性能諧振器及射頻帶通濾波器，解決上述問題。

本發明通過下述技術方案實現：

一種小型化高性能諧振器，包括低阻抗段和高阻抗段；高阻抗段的一端連接低阻抗段，另一端接地；所述低阻抗段包括微帶線，該微帶線閉合成環形。

現有技術中，諧振器為了提高諧振頻率需要采用增大尺寸的方式，然而增大諧振器尺寸會增加整個通信系統的體積，系統的功耗和系統的制造成本。

本發明應用時，閉合成環形的低阻抗段和高阻抗段構成閉合環諧振器，經過仿真實驗，發明人發現當環微帶線特性阻抗與短路枝節微帶線特性阻抗相等時，閉合環諧振器的特性相當于阻抗比為1/2的傳統諧振器的特性，從而在相同的外形尺寸下，閉合環諧振器的諧振頻率比傳統的要高，這意味著達到相同的諧振頻率時，閉合環諧振器需要的尺寸就會比傳統的要小，這也符合閉合環諧振器增大低阻抗線長度的原理，合理設計環形諧振器的尺寸，可以實現濾波器小型化，所以本發明諧振器具有寬帶外抑制、小型化的優點，而且非常容易集成。本發明通過在低阻抗段設置環形微帶線，使得在相同的諧振頻率下，本發明的尺寸小于傳統諧振器，從而降低了整個通信系統的體積，降低系統的功耗和系統的制造成本；同時閉合環諧振器可以在設計和加工上更加靈活，因為低阻抗線中間是沒有覆銅的，可以依次設計新穎的多級諧振級聯結構。

進一步的，所述閉合成環形的微帶線長度為11～20mm，所述微帶線閉合成的環形的內環最小間距采用0.05～0.2mm，所述閉合成環形的微帶線的寬度采用0.2～0.7mm。

本發明應用時，閉合成環形的微帶線長度根據波長和所需諧振器特性進行選取，采用11～20mm；微帶線閉合成的環形的內環最小間距采用0.05～0.2mm，這種間距使得不需要在該環形內部設置任何附加結構既可實現；所述閉合成環形的微帶線的寬度根據所需諧振器特性進行選取，采用0.2～0.7mm。我們還可以改變環形微帶線的特性阻抗，如設特性阻抗為Z_c，同理可得，環形框的導納相當于特性阻抗為Z_c/2，電長度為環形框長度1/2的開路微帶線所形成的阻抗。這樣通過改變環形微帶線與短路枝節微帶線的特性阻抗比，可以改變諧振器所組成濾波器的大小和產生雜散的位置。

進一步的，所述高阻抗段的長度采用14～20mm，所述高阻抗段的寬度采用0.05～0.2mm。