一種半?；刹▽?dǎo)雙帶濾波器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于互補(bǔ)開口諧振環(huán)和短路復(fù)合左右手傳輸線結(jié)構(gòu)的半?；刹▽?dǎo)雙帶濾波器，該濾波器由兩個(gè)諧振器構(gòu)成。其關(guān)鍵在于：所述的雙帶濾波器包含介質(zhì)基片，介質(zhì)基片上設(shè)置金屬貼片和接地金屬貼片，金屬貼片刻蝕的互補(bǔ)開口諧振環(huán)結(jié)構(gòu)和短路復(fù)合左右手傳輸線。在金屬貼片上還設(shè)有設(shè)有一排金屬通孔、阻抗匹配單元、輸入饋電線和輸出饋電線。所述互補(bǔ)開口諧振環(huán)結(jié)構(gòu)刻蝕在金屬貼片上，該結(jié)構(gòu)產(chǎn)生第一個(gè)通帶，同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)傳輸零點(diǎn)；短路復(fù)合左右手線傳輸線產(chǎn)生第二個(gè)通帶和一個(gè)傳輸零點(diǎn)，該濾波器引入兩個(gè)傳輸零點(diǎn)，使帶外抑制得到改善，提高通帶選擇性；采用錐形漸變的饋電方式，提高外部品質(zhì)因數(shù)。
【專利說明】
一種半?；刹▽?dǎo)雙帶濾波器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用在無線通信系統(tǒng)的濾波器，尤其是涉及半?；刹▽?dǎo)雙帶濾波器。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著無線通信的發(fā)展，通信設(shè)備的不斷增加，高效利用有限的頻譜資源成為當(dāng)今無線通信發(fā)展的一個(gè)熱點(diǎn)。在結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)具有小體積、低成本、設(shè)計(jì)靈活且選擇性高成為射頻濾波器的迫切需求。為了節(jié)約成本，通信系統(tǒng)中的一些器件能同時(shí)工作于多個(gè)頻段，這樣的器件有著巨大的前景。而半?；刹▽?dǎo)濾波器在低成本方面有著絕對(duì)優(yōu)勢。
[0003]濾波器是通信設(shè)備不可或缺的組成單元，其性能好壞是直接影響整個(gè)系統(tǒng)。因此，迫切需要高性能、體積小、重量輕、高Q值、低損耗、低成本、易集成的濾波器。
[0004]在半?；刹▽?dǎo)上刻蝕互補(bǔ)開口諧振環(huán)和短路復(fù)合左右手傳輸線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的雙帶濾波器，實(shí)現(xiàn)了濾波器具有小尺寸、高性能、高Q值、低損耗、低成本、易集成的優(yōu)點(diǎn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的主要目的是提供一種基于互補(bǔ)開口諧振環(huán)和短路復(fù)合左右手傳輸線結(jié)構(gòu)的半模基片集成波導(dǎo)雙帶濾波器，其整體尺寸小、通帶之間相互獨(dú)立，可以在在現(xiàn)有工藝的基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)。
[0006]本實(shí)用新型的目的通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0007]一種基于互補(bǔ)開口諧振環(huán)和短路復(fù)合左右手傳輸線結(jié)構(gòu)的半?；刹▽?dǎo)雙帶濾波器，所述雙帶濾波器包含介質(zhì)基片，介質(zhì)基片上設(shè)置金屬貼片、接地金屬貼片，金屬貼片上刻蝕有互補(bǔ)開口諧振環(huán)結(jié)構(gòu)和短路復(fù)合左右手傳輸線。兩個(gè)短路復(fù)合左右手傳輸線級(jí)聯(lián)，一端與金屬貼片相連，另一端通過金屬化通孔與接地金屬貼片相連；在金屬貼片邊緣上設(shè)有一排金屬通孔，在金屬貼片兩邊分別加載輸入饋電線和輸出饋電線，輸入饋電線和輸出饋電線分別通過阻抗匹配單元與金屬貼片連接，所述輸入饋電線、輸出饋電線在介質(zhì)基片的上表面；所述互補(bǔ)開口諧振環(huán)結(jié)構(gòu)構(gòu)成諧振器A，聯(lián)級(jí)的兩個(gè)短路復(fù)合左右手傳輸線通過耦合構(gòu)成諧振器B，這兩個(gè)諧振器構(gòu)成雙帶濾波器，整體為軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)。
[0008]采用以上結(jié)構(gòu)，在介質(zhì)基片的金屬貼片上刻蝕互補(bǔ)開口諧振環(huán)產(chǎn)生第一個(gè)通帶，同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)傳輸零點(diǎn)；基片上的短路復(fù)合左右手傳輸線產(chǎn)生第二個(gè)通帶和一個(gè)傳輸零點(diǎn)，該濾波器引入了兩個(gè)傳輸零點(diǎn)，使帶外抑制得到改善，提高通帶選擇性；
[0009]所述互補(bǔ)開口諧振環(huán)的結(jié)構(gòu)由外周縫隙和內(nèi)周縫隙組成，兩周縫隙的開口相反，外周縫隙的長度和金屬的寬度控制第一個(gè)通帶的中心頻率；外周縫隙和內(nèi)周縫隙的寬度控制傳輸零點(diǎn)的頻率，來改善其通帶的選擇性。
[0010]所述短路復(fù)合左右手傳輸線與金屬貼片的一邊相連，該濾波器聯(lián)級(jí)兩個(gè)短路復(fù)合左右手傳輸線，通過耦合構(gòu)成諧振器，產(chǎn)生一個(gè)諧振頻率和傳輸零點(diǎn)。短路復(fù)合左右傳輸線包括4個(gè)叉指、折疊的短路線和與地相連的金屬化過孔。叉指的長度、寬度，叉指間縫隙的寬度，短接線的長度、寬度和金屬過孔的直徑控制濾波器第二個(gè)通帶的性能。
[0011]所述阻抗匹配單元是錐形微帶漸變線，阻抗匹配單元的一端與輸入饋電線或輸出饋電線相連，另一端用于與半?；刹▽?dǎo)相連。漸變線所支持的電場結(jié)構(gòu)與半?；刹▽?dǎo)傳輸主模的場結(jié)構(gòu)具有一種自然的相似性，一段錐形微帶漸變線可實(shí)現(xiàn)半?；刹▽?dǎo)和50 Ω的輸入、輸出微帶線之間的模式轉(zhuǎn)換、阻抗變換。
[0012]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
[0013]1、本實(shí)用新型利用互補(bǔ)開口諧振環(huán)結(jié)構(gòu)和復(fù)合左右手傳輸線結(jié)構(gòu)，使得電路整體尺寸小、結(jié)構(gòu)緊湊、空間利用率高；兩個(gè)通帶分別由兩個(gè)諧振器控制，兩通帶間相互干擾小。
[0014]2、本實(shí)用新型引入兩個(gè)傳輸零點(diǎn)，提高濾波器的兩個(gè)通帶的選擇性，帶外抑制得到改善。
[0015]3、本實(shí)用新型中采用錐形漸變的方式饋電，能夠有效的提高外部品質(zhì)因數(shù)Q。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型所述的半?；刹▽?dǎo)雙帶濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為圖1中互補(bǔ)開口諧振環(huán)⑵的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3是圖1中短路復(fù)合左右手傳輸線(3)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4為本實(shí)用新型所述的半?；刹▽?dǎo)雙帶濾波器一個(gè)例子的頻率響應(yīng)曲線圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。
[0021]如圖1至圖3所示，一種基于互補(bǔ)開口諧振環(huán)和短路復(fù)合左右手傳輸線結(jié)構(gòu)的半?；刹▽?dǎo)雙帶濾波器，其包含介質(zhì)基片，在本實(shí)施例中，介質(zhì)基片采用Rogers 5880，介電常數(shù)為2.2，厚度為0.508mm。介質(zhì)基片上設(shè)置金屬貼片I (a)和接地金屬貼片1(b)。金屬貼片I (a)上刻蝕有互補(bǔ)開口諧振環(huán)結(jié)構(gòu)2和短路復(fù)合左右手傳輸線3。
[0022]兩個(gè)短路復(fù)合左右手傳輸線3級(jí)聯(lián)，一端與金屬貼片I (a)相連，另一端通過金屬化通孔與接地金屬貼片1(b)相連。在金屬貼片1(a)邊緣上設(shè)有一排金屬通孔4，在金屬貼片I (a)兩邊分別加載輸入饋電線6和輸出饋電線7,輸入饋電線6和輸出饋電線7分別通過阻抗匹配單元5與金屬貼片I (a)連接，輸入饋電線6、輸出饋電線7在介質(zhì)基片的上表面。
[0023]金屬貼片1(a)上刻蝕的互補(bǔ)開口諧振環(huán)結(jié)構(gòu)2由外周縫隙2-1和內(nèi)周縫隙2-2構(gòu)成；兩縫隙之間的金屬寬度為0.25mm，外周縫隙2_1和內(nèi)周縫隙2_2的寬為0.25mm，外周縫隙2-1的長為24.75mm,內(nèi)周縫隙2-2的長為20.75mm，外周縫隙2-1的開口縫隙金屬2-3的寬為0.25mm。
[0024]金屬貼片1(a)上刻蝕的短路復(fù)合左右手傳輸線3是由微帶線組成，有四個(gè)叉指3-1，長為8.1mm,寬為0.2mm,叉指間的縫隙3-2為0.1mm,折疊短接線3-3的寬為0.2mm,與地相連的金屬化過孔3-4的直徑為0.8mm，兩個(gè)金屬化過孔的之間的距離為1.4mm，兩個(gè)短路復(fù)合左右手傳輸線中的短接線3-3相距0.4_。
[0025]以上互補(bǔ)開口諧振環(huán)結(jié)構(gòu)2構(gòu)成諧振器A，聯(lián)級(jí)的兩個(gè)短路復(fù)合左右手傳輸線3通過耦合構(gòu)成諧振器B，這兩個(gè)諧振器構(gòu)成雙帶濾波器，整體為軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)。
[0026]如圖4所示，為本實(shí)例的頻率響應(yīng)曲線圖。圖中包括兩大曲線I S21 1、I S11 I，曲線I S21 I是信號(hào)的傳輸特性曲線，曲線I S11 I是端口的反射特性曲線。由圖可知，該濾波器具有雙帶通帶響應(yīng)，其中一個(gè)通帶的中心頻率是2.25GHz，通帶內(nèi)最小插損0.78dB,回波損耗大于21dB，其通帶3dB帶寬為8.9% ;第二通帶的中心頻率為3GHz，通帶內(nèi)最小插入損耗為0.805dB，通帶內(nèi)回波損耗大于33.46dB，其通帶3dB寬帶為6.7% ;第一、二通帶的寬帶比大約為1:1 ;二個(gè)傳輸零點(diǎn)分別在2.64GHz,3.48GHz，帶外抑制達(dá)到了 30以上，有效的提高基于互補(bǔ)開口諧振環(huán)和短路復(fù)合左右手傳輸線結(jié)構(gòu)的半?；刹▽?dǎo)雙帶濾波器通帶的選擇性。
[0027]相對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)，本實(shí)用新型是一種基于互補(bǔ)開口諧振環(huán)和短路復(fù)合左右手傳輸線結(jié)構(gòu)的半?；刹▽?dǎo)雙帶濾波器，其兩個(gè)通帶分別由不同的諧振器控制。通過引入兩個(gè)傳輸零點(diǎn)改善濾波器的帶外抑制和選擇性。應(yīng)用復(fù)合左右傳輸線結(jié)構(gòu)，可有效減小濾波器體積，采用錐形的漸變微帶線饋電方式，可提高外部品質(zhì)因數(shù)。
[0028]本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受到上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的等同替換或改變，都包含本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于互補(bǔ)開口諧振環(huán)和短路復(fù)合左右手傳輸線結(jié)構(gòu)的半?；刹▽?dǎo)雙帶濾波器，其特性在于:所述的雙帶濾波器包含介質(zhì)基片，介質(zhì)基片上設(shè)置金屬貼片(1(a))和接地金屬貼片(I (b))，金屬貼片(I (a))上刻蝕有互補(bǔ)開口諧振環(huán)結(jié)構(gòu)(2)和兩個(gè)短路復(fù)合左右手傳輸線(3)，兩個(gè)短路復(fù)合左右手傳輸線(3)級(jí)聯(lián)，一端與金屬貼片(I (a))相連，另一端通過金屬化通孔與接地金屬貼片(I (b))相連；在金屬貼片(I (a))邊緣上設(shè)有一排金屬通孔(4)，在金屬貼片(I (a))的兩邊分別加載50歐姆輸入饋電線(6)和輸出饋電線(7)，金屬貼片(I (a))通過阻抗匹配單元(5)引出50歐姆輸入饋電線(6)和輸出饋電線(7)，所述輸入饋電線(6)、輸出饋電線(7)在介質(zhì)基片的上表面；所述互補(bǔ)開口諧振環(huán)結(jié)構(gòu)(2)構(gòu)成諧振器A，聯(lián)級(jí)的兩個(gè)短路復(fù)合左右手傳輸線(3)通過耦合構(gòu)成諧振器B，這兩個(gè)諧振器構(gòu)成雙帶濾波器，整體為軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于互補(bǔ)開口諧振環(huán)和短路復(fù)合左右手傳輸線結(jié)構(gòu)的半?；刹▽?dǎo)雙帶濾波器，其特征在于:所述互補(bǔ)開口諧振環(huán)結(jié)構(gòu)(2)包括外周縫隙(2-1)和內(nèi)周縫隙(2-2)，它們的開口方向相反。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于互補(bǔ)開口諧振環(huán)和短路復(fù)合左右手傳輸線結(jié)構(gòu)的半模基片集成波導(dǎo)雙帶濾波器，其特征在于:所述復(fù)合左右手傳輸線(3)包括4個(gè)叉指(3-1)、折疊的短路線(3-3)和與地相連的金屬化過孔(3-4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于互補(bǔ)開口諧振環(huán)和短路復(fù)合左右手傳輸線結(jié)構(gòu)的半?；刹▽?dǎo)雙帶濾波器，其特征在于:所述阻抗匹配單元(5)是錐形微帶漸變線，阻抗匹配單元(5)的一端與輸入饋電線(6)或輸出饋電線(7)相連，另一端用于與金屬貼片(I (a))相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于互補(bǔ)開口諧振環(huán)和短路復(fù)合左右手傳輸線結(jié)構(gòu)的半?；刹▽?dǎo)雙帶濾波器，其特征在于:該濾波器所述介質(zhì)基片采用Rogess 5880。
【文檔編號(hào)】H01P1/203GK204130667SQ201420383159
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月11日
【發(fā)明者】熊昆, 黃杰, 張中華, 陳志林, 李光林 申請(qǐng)人:西南大學(xué)