平面低通帶通雙頻濾波器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及平面微帶濾波器的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種平面低通帶通雙頻濾波器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著無線通信技的高速發(fā)展，無論是3G技術(shù)的普及、物聯(lián)網(wǎng)的火熱還是4G的到來，都標(biāo)志著無線技術(shù)又將迎來一個(gè)蓬勃發(fā)展的高峰期。近年來，能同時(shí)工作在兩個(gè)頻段的射頻/微波通信系統(tǒng)已經(jīng)成為研宄熱點(diǎn)，而微波雙頻濾波器作為這些通信系統(tǒng)的關(guān)鍵器件也越來越受關(guān)注，傳統(tǒng)的雙頻濾波器通帶一般是固定的，有時(shí)無法滿足無線通信應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)高性能微波雙頻濾波器的需求，因此，研宄帶通可變的高性能微波雙頻濾波器具有非常重要的意義。
[0003]雙頻濾波器最簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)方法是將兩個(gè)不同頻率的帶通濾波器進(jìn)行組合，但這種濾波器的尺寸較大且需要額外的連接網(wǎng)絡(luò)，另外，將一個(gè)帶通濾波器和一個(gè)帶阻濾波器串聯(lián)，也能實(shí)現(xiàn)雙頻濾波器的設(shè)計(jì)，但這種方法同樣會(huì)使濾波器的尺寸較大且增加濾波器的設(shè)計(jì)成本。
[0004]2011 年，Ming-Lin Chuang 等人在"IEEE MICROWAVE AND WIRELESS COMPONENTSLETTERS〃上發(fā)表題為〃Microstrip Diplexer Design Using Common T-Shaped Resonator"的論文，該論文中公開的結(jié)構(gòu)采用T型接頭，將兩個(gè)帶通濾波器相連，形成一個(gè)雙工器，該結(jié)構(gòu)具體如圖1所示。
[0005]2013 年，Pu-Hua Deng 等人在 〃IEEE MICROWAVE AND WIRELESS COMPONENTSLETTERS〃上發(fā)表題為〃Design of Microstrip Lowpass-Bandpass Diplexer〃的論文，該論文中公開的結(jié)構(gòu)也是采用T型接頭，將一個(gè)低通濾波器和帶通濾波器相連，形成一個(gè)雙工器，該結(jié)構(gòu)具體如圖2所示。
[0006]2013 年，K.Tanii 等人在 〃IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS"上發(fā)表題為"Frequency diplexer using multimode bandpass filters with high stopbandattenuat1n level"的論文，該論文中公開的結(jié)構(gòu)仍然是采用T型接頭，將兩個(gè)多模帶通濾波器相連，形成一個(gè)雙工器，該結(jié)構(gòu)具體如圖3所示。
[0007]以上成果設(shè)計(jì)方法都是將兩個(gè)不同頻率的帶通濾波器進(jìn)行組合，但這種濾波器的尺寸較大且需要額外的連接網(wǎng)絡(luò)，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜且增加了濾波器的設(shè)計(jì)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種平面低通帶通雙頻濾波器，該雙頻濾波器綜合性能較好，可通過改變傳輸線的特性阻抗和電長(zhǎng)度，使得濾波器可以在低通特性不變的前提下，實(shí)現(xiàn)帶通通帶的獨(dú)立控制，利用該方案設(shè)計(jì)的微帶雙頻濾波器的兩個(gè)通帶的中心頻率都可以大范圍獨(dú)立調(diào)節(jié)，具有頻率選擇性能高、通帶獨(dú)立控制、成本低、性能優(yōu)、尺寸小的特點(diǎn)。
[0009]本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0010]一種平面低通帶通雙頻濾波器，以印刷電路板的方式制作在介質(zhì)基板上，所述介質(zhì)基板的同一面上分別制作有用于輸入電磁波信號(hào)的輸入端饋線頭portl、用于輸出電磁波信號(hào)的輸出端饋線頭port2、第一傳輸線1、第二傳輸線2、第三傳輸線3、第四傳輸線4、第五傳輸線5、第六傳輸線6、第七傳輸線7，該介質(zhì)基板的另一面為接地板；
[0011]所述輸入端饋線頭portl與所述第二傳輸線2的第一端連接，所述輸出端饋線頭port2和所述第二傳輸線2的第二端連接，并且三者位于同一直線上；
[0012]所述第一傳輸線I的第一端、第五傳輸線5的第一端分別與所述輸入端饋線頭portl和所述第二傳輸線2的第一端垂直連接，并且朝向相反；
[0013]所述第三傳輸線3的第一端、第六傳輸線6的第一端分別與所述輸出端饋線頭port2和所述第二傳輸線2的第二端垂直連接，并且朝向相反；
[0014]所述第四傳輸線4的第一端與所述第三傳輸線3的第二端連接，所述第七傳輸線7的第一端與所述第六傳輸線6的第二端連接，并且四者位于同一直線上，該直線與所述第一傳輸線I與第五傳輸線5連接成的直線平行。
[0015]進(jìn)一步的，所述第一傳輸線1、第三傳輸線3、第四傳輸線4的特性阻抗和電長(zhǎng)度分別與第五傳輸線5、第六傳輸線6、第七傳輸線7的特性阻抗和電長(zhǎng)度相同，并以所述輸入端饋線頭portl、輸出端饋線頭port2與第二傳輸線2連接成的直線為中心構(gòu)成對(duì)稱關(guān)系。
[0016]進(jìn)一步的，所述第二傳輸線2是高阻抗傳輸線。
[0017]進(jìn)一步的，所述第四傳輸線4與所述第三傳輸線3的特性阻抗不相同，互相連接后構(gòu)成階躍阻抗開路傳輸線；
[0018]所述第六傳輸線6與所述第七傳輸線7的特性阻抗不相同，互相連接后構(gòu)成階躍阻抗開路傳輸線。
[0019]進(jìn)一步的，所述第一傳輸線I與所述第五傳輸線5均為開路傳輸線。
[0020]進(jìn)一步的，所述傳輸線均采用微帶傳輸線或平行雙導(dǎo)線或平行多導(dǎo)線或同軸線或帶狀線或工作于準(zhǔn)TEM模的微帶線。
[0021]本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果:
[0022]1、本發(fā)明公開的濾波器結(jié)構(gòu)在保證低通濾波器截止頻率不變的前提下，實(shí)現(xiàn)帶通濾波器的中心頻率在大范圍內(nèi)可調(diào)。通過改變傳輸線的長(zhǎng)度，使得濾波器帶通特性發(fā)生變化，再通過改變微帶線的寬度改變微帶線的特性阻抗，從而保證低通特性不變，帶通特性可大范圍控制。
[0023]2、本發(fā)明公開的濾波器結(jié)構(gòu)的雙頻濾波器具有較低插入損耗，帶外選擇性好，濾波特性好的特點(diǎn)。
【附圖說明】
[0024]圖1是現(xiàn)有技術(shù)I中公開的一種雙工器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2是現(xiàn)有技術(shù)2中公開的一種雙工器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3是現(xiàn)有技術(shù)3中公開的一種雙工器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖4是本發(fā)明中低通帶通雙頻濾波器理想傳輸線模型示意圖；
[0028]圖5是本實(shí)施例中利用AWR Microwave office設(shè)計(jì)針對(duì)調(diào)整前參數(shù)的低通帶通雙頻濾波器的散射參數(shù)理想波形圖；
[0029]圖6是本實(shí)施例中利用AWR Microwave office設(shè)計(jì)針對(duì)調(diào)整后參數(shù)的低通帶通雙頻濾波器的散射參數(shù)理想波形圖；
[0030]圖7是本實(shí)施例中利用全波仿真軟件IE3D對(duì)調(diào)整前參數(shù)的低通帶通雙頻濾波器的散射參數(shù)仿真結(jié)果圖；
[0031]圖8是本實(shí)施例中利用全波仿真軟件IE3D對(duì)調(diào)整后參數(shù)的低通帶通雙頻濾波器的散射參數(shù)仿真結(jié)果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]為使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，以下參照附圖并舉實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0033]實(shí)施例
[0034]如圖4所示的本發(fā)明中低通帶通雙頻濾波器理想傳輸線模型示意圖，本實(shí)施例公開了一種平面低通帶通雙頻濾波器，以印刷電路板的方式制作在介質(zhì)基板上，所述介質(zhì)基板的同一面上分別制作有用于輸入電磁波信號(hào)的輸入端饋線頭portl、用于輸出電磁波信號(hào)的輸出端饋線頭port2、第一傳輸線1、第二傳輸線2、第三傳輸線3、第四傳輸線4、第五傳輸線5、第六傳輸線6、第七傳輸線7，該介質(zhì)基板的另一面為接地板。
[0035]在本實(shí)施例中，介質(zhì)基板采用雙面履銅微帶板，傳輸線采用微帶線，但是除了微帶線以外，平行雙導(dǎo)線、平行多導(dǎo)線、同軸線、帶狀線，以及工作于準(zhǔn)TEM模的微帶線等都可實(shí)現(xiàn)本結(jié)構(gòu)。
[0036]用于輸入電磁波信號(hào)的輸入端饋線頭portl和用于輸出電磁波信號(hào)的輸出端饋線頭port2這兩個(gè)端口均為50歐姆的匹配阻抗。
[0037]各饋線頭和各傳輸線的連接關(guān)系如下描述:
[0038]輸入端饋線頭portl與第二傳輸線2的第一端連接，輸出端饋線頭port2和第二傳輸線2的第二端連接，并且三者位于同一直線上；其中第二傳輸線2靠近輸入端饋線頭portl的那一端稱為第一端，第二傳輸線2靠近輸出端饋線頭port2的那一端稱為第二端，第二傳輸線2是高阻抗傳輸線，ZjP Θ 2分別為該高阻抗線的特性阻抗和電長(zhǎng)度，低通帶時(shí)等效為一個(gè)串聯(lián)電感，當(dāng)頻率為帶通濾波器中心頻率時(shí)，等效為一個(gè)串聯(lián)諧振器或阻抗變換器。
[0039]第一傳輸線I的第一端、第五傳輸線5的第一端分別與所述輸入端饋線頭portl和所述第二傳輸線2的第一端垂直連接，并且朝向相反；其中第一傳輸線I和第五傳輸線5靠近輸入端饋線頭portl的那一端稱為該傳輸線第