[實用新型]一種基于三導體并聯合成諧振器的三階雙頻濾波器

有效

• 申請號: 201821744935.0
• 申請日: 2018-10-25
• 公開（公告）號: CN209200119U
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 陳會;黃劍海
• 申請（專利權）人: 成都會訊科技有限公司
• 主分類號: H01P1/203
• 分類號: H01P1/203;H01P7/08
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 熊曦

本實用新型公開了一種基于三導體并聯合成諧振器的三階雙頻濾波器，包括：第一開路導體、短路導體、第二開路導體，第一開路導體、短路導體、第二開路導體三者中任意兩個互相平行，且第一開路導體與第二開路導體關于中間的短路導體互相對稱，第一開路導體對應第一開路支節，短路導體對應短路支節，第二開路導體對應第二開路支節，第一開路支節、短路支節、第二開路支節去耦合組成所述三導體并聯合成諧振器，第一開路導體與短路導體之間的間距和第二開路導體與短路導體之間的間距均為0.5mm，短路導體的過孔直徑為0.5mm，本實用新型提出的并行對稱三支節不僅能夠有效減少電路尺寸，而且可以產生獨立調控的多個傳輸零點，從而提高了雙通帶濾波器的選擇性。

技術領域

本實用新型涉及電子信息技術領域，具體地，涉及一種基于三導體并聯合成諧振器的三階雙頻濾波器。

背景技術

帶通濾波器是無線系統中的重要部件，特別是平面濾波器由于其低的制造成本以及容易與其它電路集成到PCB(Printed circuit board,印刷電路板)中等諸多優點，因而在射頻電路設計中具有重要作用。在現代無線通信系統中，隨著雙頻段前端系統應用的增加，對雙頻濾波器的需求也越來越多。為了提高雙頻濾波器的電氣性能，含多個傳輸零點的高性能雙通帶濾波器的典型頻率響應曲線如圖1所示，圖1中，f₁、f₂分別是雙頻濾波器第一和第二通帶的中心頻率，IL1、IL2分別是雙頻濾波器第一和第二通帶的插入損耗，BW1、BW 2分別是雙頻濾波器第一和第二通帶的-3dB帶寬，BSR1、BSR 2、BSR分別是雙頻濾波器的帶外抑制和帶間隔離度，Tzs1、Tzs2、Tzs3分別是雙頻濾波器的傳輸零點，S₂₁是濾波器的傳輸系數。由于這類濾波器不僅每一個通帶的選擇性較高，而且兩個通帶之間的隔離度也很好。因此，這類濾波器得到了廣泛的關注。

關于雙通帶濾波器，人們已經提出了各種拓撲結構與實現方法。第一種方法，也是最直接的方法，就是使用兩個獨立的帶通濾波器和帶阻濾波器進行級聯來獲得兩個通帶的響應，其工作原理拓撲如圖2所示，圖2中，陰影部分是雙頻濾波器的兩個通頻帶。在兩個濾波器級聯的過程中，通常需要阻抗匹配網絡來實現無反射的連接。很顯然，這種使用兩個濾波器級聯的方法構造出來的雙頻電路結構不緊湊，尺寸/體積很大。此外，級聯的帶阻濾波器和匹配網絡也會引入新的附加傳輸損耗；第二種方法是利用階梯阻抗諧振器，即使用半波長和全波長諧振器去設計雙頻段濾波器，通過引入附加傳輸零點去改善頻率選擇性；第三種方法是將兩個獨立的諧振器與相同的輸入/輸出端口組合起來構造雙頻段濾波器。但是，所有這些雙頻段濾波器都存在電路尺寸較大、傳輸零點較少而且零點位置不能獨立控制等問題。

帶通和帶阻通過匹配網絡級聯實現的雙頻濾波器結構，其電路尺寸通常比兩個獨立的濾波器還要大，同時也會引入較高的插入損耗。這樣一來，不僅增加了電路制作成本，而且也會增加濾波器的設計和調試難度。

基于平行結構的兩類諧振器用于設計雙頻段濾波器，但同樣導致了很大的尺寸。使用兩個堆疊的環形諧振器雖然可以實現緊湊的雙頻段濾波器，但是它仍然有缺點，表現在通帶內的高頻端插入損耗很大，而且可調控的頻率范圍及其帶寬很有限。另外，它很難獲得不同的外部品質因素和耦合系數，以便同時滿足在兩個通帶內的技術指標要求。為了解決這個問題，人們提出了一種新型結構，這種結構可以在所有通帶內實現理想的耦合系數。但是，外部品質因素的可調諧范圍仍然很有限，設計的雙頻濾波器帶寬還是很受限制。為了在兩個通頻帶內獲得所需的設計指標(即中心頻率和帶寬)，人們提出了一種新穎的方法設計雙頻段濾波器，即通過兩個帶微擾貼片的微帶環形諧振器實現設計所需的雙模雙頻段響應。盡管環形諧振器擁有低輻射、易于制造以及結構簡單等優點，但是，帶有邊緣或端面耦合的環形濾波器卻遇到了諧振器與輸入/輸出端饋線之間耦合松散的不足，導致了外部品質因素很高。因此，這類濾波器只能獲得很窄的分數帶寬，從而不能應用于寬帶無線電系統中。為了解決這方面的問題，人們又提出了好幾種方法。遺憾的是，它們不能應用于雙頻段的情況。

綜上所述，現有的雙頻段濾波器存在尺寸較大、傳輸零點個數少且零點位置不易調控、頻率選擇性較差以及結構復雜等缺點和不足。