一種頻帶獨(dú)立可調(diào)的平面雙頻濾波器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種頻帶獨(dú)立可調(diào)的平面雙頻濾波器，確切的說是濾波器的兩個(gè)頻帶的帶寬獨(dú)立可調(diào)，屬于微波傳輸器件的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]濾波器是一個(gè)二端口網(wǎng)絡(luò)，它通過在濾波器通帶頻率內(nèi)提供信號(hào)傳輸并在阻帶內(nèi)提供衰減的特性，用以控制微波系統(tǒng)中某處的頻率響應(yīng)。按照濾波器頻率響應(yīng)的形狀來分類，可廣泛的分為低通，帶通，帶阻，高通。微波濾波器實(shí)際上已經(jīng)應(yīng)用于任何類型的微波通信、雷達(dá)測試或測試系統(tǒng)中。
[0003]濾波器是射頻前端的重要組成部分，可調(diào)濾波器已經(jīng)成為多波段通信系統(tǒng)中最基本的微波組件之一。目前，不同的通信系統(tǒng)工作在不同的微波頻段，這就要求單一的通信系統(tǒng)能夠支持多個(gè)不同的通信標(biāo)準(zhǔn)，濾波器作為通信系統(tǒng)中重要的元件之一，必須能滿足兩種以上不同的通信標(biāo)準(zhǔn)的需求?，F(xiàn)有技術(shù)中，大部分濾波器設(shè)計(jì)為寬帶或雙頻帶不可調(diào)濾波器。
[0004]因此有必要提供一種結(jié)構(gòu)簡單，插入損耗小，隔離效果好，頻帶單獨(dú)可調(diào)的雙頻濾波器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種運(yùn)用于雙頻系統(tǒng)的新型的頻帶單獨(dú)可調(diào)濾波器，本發(fā)明的頻帶獨(dú)立可調(diào)濾波器具有結(jié)構(gòu)簡單，插入損耗小，隔離效果好，頻帶單獨(dú)可控等優(yōu)點(diǎn)。
[0006]—種頻帶獨(dú)立可調(diào)的平面雙頻濾波器，包括:介質(zhì)板(15)和布設(shè)于介質(zhì)板(15)上的頻帶獨(dú)立可調(diào)雙頻濾波器電路；
[0007]介質(zhì)板(15)為基板，正面設(shè)置頻帶獨(dú)立可調(diào)雙頻濾波器電路，背面設(shè)置金屬接地面(14)，介質(zhì)板(15)設(shè)置第一過孔(17)和第二過孔(18)，第一過孔(17)連通第一電容(12)末端和金屬接地面(14)，第二過孔(18)連通第二電容(13)末端和金屬接地面(14);
[0008]頻帶獨(dú)立可調(diào)雙頻濾波器電路包括第一組耦合微帶線(3)、第二組耦合微帶線
(4)、第一微帶線(5)、第二微帶線(6)、第三微帶線(7)、第四微帶線(8)、第五微帶線(9)、第一電容(12)和第二電容(13);
[0009]兩條平行設(shè)置的寬度相同的微帶線形成第一組耦合微帶線(3)，另外兩條平行設(shè)置的寬度相同的微帶線形成第二組耦合微帶線(4)，第一組耦合微帶線(3)中兩條平行設(shè)置的微帶線的一端共同連接至第一頂端連接點(diǎn)(11)，另一端分別連接第二組耦合微帶線(4)中兩條平行設(shè)置的微帶線的末端，第二組耦合微帶線(4)中兩條平行設(shè)置的微帶線的另一端共同連接到第二頂端連接點(diǎn)(10)，第一微帶線(5)和第二微帶線(6)—端處于開路狀態(tài)，另一端分別和第二組耦合微帶線(4)的兩個(gè)末端垂直連接；
[0010]兩個(gè)微帶線分別形成輸入端口(1)和輸出端口(2)，第三微帶線(7)和輸入端口(1)連接，第四微帶線(8)和輸出端口(2)連接，輸入端口(1)和輸出端口(2)水平延伸至介質(zhì)板(15)的邊緣，第三微帶線(7)和第一微帶線(5)平行，第四微帶線(8)和第二微帶線(6)平行；
[0011]第五微帶線(9)的一端與第一組耦合微帶線(3)的頂端連接，另一端與第二電容(13)連接，第二電容(13)的另一端和第二過孔(18)連接;第一電容(12)—端和第二組耦合微帶線(4)的頂端連接，另一端和第一過孔(17)連接。
[0012]所述的第一頂端連接點(diǎn)(11)的寬度是第一組耦合微帶線(3)中一個(gè)微帶線寬度的1/2，長度與兩條平行微帶線之間的線間距相同。
[0013]所述的第二頂端連接點(diǎn)(10)的寬度是第二組微帶耦合線(4)中一個(gè)微帶線寬度的1/4，長度與兩條平行微帶線之間的線間距相同。
[0014]所述的第一組耦合微帶線(3)和第二組耦合微帶線(4)的長度分別為U= 17.3mm，L2 = 46.45mm，寬度分別為 Wi = 1.64mm，W2 = 3.3mm，線間距分別為 Si = 0.3mm，S2 = 0.83mm;
[0015]第一頂端連接點(diǎn)(11)和第二頂端連接點(diǎn)(10)的寬度分別為D1=0.82mm，D2 =0.83mm;連接到第一組微帶親合線(3)頂端的第五微帶線(9)的長度為L4 = 50.6mm，寬度為W4=0.43mm;連接到第二組微帶耦合線(4)末端的第一微帶線(5)和第二微帶線(6)的長度為1^01 = 37.07111111，寬度為101=1.5mm;
[0016]輸入端口( 1)和輸出端口( 2)的長度和寬度均為L3 = 3.6mm，W3 = 1.3mm;連接輸入端口(1)和輸出端口(2)的第三微帶線(7)和第四微帶線(8)的長度和寬度均為LQ2 = 35.07mm，Wo2 = 0.2mm;
[0017]第一過孔(17)和第二過孔(18)的半徑Ro均為0.4mm;
[0018]第一可調(diào)電容(12)和第二可調(diào)電容(13)的長度和寬度均為1^=1.7111111，￥。= 0.9111111。
[0019]所述的頻帶獨(dú)立可調(diào)雙頻濾波器的各參數(shù)滿足以下等式:
[0020]ZoZei( ω CbZe2+2tan02) [2Z3(1- ω CaZ3tan03)-Zeitan0i( ω CaZ3+tan03)]
[0021 ] +ZoZe2(2-ωCbZe2tan02)[Zei( ωCaZ3+tan03)+2Z3tan0i( 1-ωCaZ3tan03)]
[0022]+ZeiZe2tan0o(2-ω CbZe2tan02) [2Z3( 1-ω CaZ3tan03)-Zeitan0i( ω CaZ3+tan03) ] =0
[0023]ZoiZo2tan0otan0itan02-ZoZo2tan02-ZoZoitan0i = O
[0024]其中，為第一微帶線(5)和第二微帶線(6)的電長度，Zo為第一微帶線(5)和第二微帶線(6)的特性阻抗;ΘΑ第一組耦合微帶線⑶的電長度，Zel、Z。^別為第一組耦合微帶線⑶的偶模特性阻抗和奇模特性阻抗;θ2為第二組耦合微帶線(4)的電長度，匕2丄2分別為第二組耦合微帶線(4)的偶模特性阻抗和奇模特性阻抗;θ3為第五微帶線(9)的電長度，Ζ3為第五微帶線(9)的特性阻抗，Ca為第二電容(13)的值，Cb為第一電容(12)的值，w是角頻率。
[0025]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0026](1)通過使用耦合微帶線結(jié)構(gòu)和枝節(jié)實(shí)現(xiàn)雙頻效應(yīng)；
[0027](2)通過使用可調(diào)電容，實(shí)現(xiàn)雙頻濾波器的兩個(gè)頻帶獨(dú)立可調(diào)；
[0028](3)電路結(jié)構(gòu)簡單、對(duì)稱、緊湊、實(shí)用；
[0029](4)本發(fā)明的頻帶獨(dú)立可調(diào)濾波器在雙頻段內(nèi)獲得較好的隔離效果、較小的插入損耗。
【附圖說明】
[0030]圖1顯示了本發(fā)明實(shí)施例的頻帶獨(dú)立可調(diào)濾波器的三維結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖2顯示了圖1所示的頻帶獨(dú)立可調(diào)濾波器的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖3(a)顯示了雙頻濾波器在偶模激勵(lì)下的等效電路圖；
[0033]圖3(b)顯示了雙頻濾波器在奇模激勵(lì)下的等效電路圖；
[0034]圖4(a)顯示了電容13的值Ca對(duì)諧振頻率的影響；
[0035]圖4(b)顯示了電容12的值Cb對(duì)諧振頻率的影響；
[0036]圖5(a)顯示了本發(fā)明實(shí)施例的雙頻可調(diào)濾波器在Cb不變，改變Ca的值時(shí)，插入損耗S21和回波損耗S11的仿真S參數(shù)圖；
[0037]圖5(b)顯示了本發(fā)明實(shí)施例的雙頻可調(diào)濾波器在Ca不變，改變Cb的值時(shí)，插入損耗S21和回波損耗S11的仿真S參數(shù)圖；
【具體實(shí)施方式】
[0038]下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0039]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明了，下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本發(fā)明的范圍。此外，在以下說明中，省略了對(duì)公知結(jié)構(gòu)和技術(shù)的描述，以避免不必要地混淆本發(fā)明的概念。
[0040]圖1顯示了本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的獨(dú)立可調(diào)雙頻濾波器的三維結(jié)構(gòu)示意圖。
[0041]如圖1所示，本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的獨(dú)立可調(diào)雙頻濾波器，包括介質(zhì)板15和布設(shè)于介質(zhì)板15上的獨(dú)立可調(diào)雙頻濾波器電路。
[0042]參見圖1，所述介質(zhì)板15構(gòu)成本發(fā)明頻帶獨(dú)立可調(diào)濾波器的印刷電路基板，用于承載整個(gè)濾波器電路。本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，介質(zhì)板15的厚度設(shè)置為0.762mm，介電常數(shù)設(shè)置為3.48。濾波器電路設(shè)置在介質(zhì)板15的正面，介質(zhì)板15的背面設(shè)置有金屬接地面14。此外，介質(zhì)板15設(shè)有貫穿正面和背面的過孔17和過孔18。過孔17連接在電容12的末端和金屬接地面14之間，以實(shí)現(xiàn)電容12的接地。過孔18連接在電容13的末端和金屬接地面14之間，以實(shí)現(xiàn)電容13的接地。
[0043]參見圖1，頻帶獨(dú)立可調(diào)雙頻濾波器電路包括第一組耦合微帶線3和第一頂端連接點(diǎn)11，第二組耦合微帶線4和第二頂端連接點(diǎn)10，微帶線5和微帶線6。
[0044]其中，第一組耦合微帶線3形成為兩條平行設(shè)置的微帶線，該兩條微帶線的一端共同連接到第一頂端連接點(diǎn)11，第二組耦合微帶線4的形成為兩條平行設(shè)置的微帶線，該兩條微帶線的一端共同連接到第二頂端連接點(diǎn)10，如上所述，第一頂端連接點(diǎn)11用于連接第一組耦合微帶線3的頂端間隙，第二頂端連接點(diǎn)10用于連接第二組耦合微帶線4的頂端間隙。第二組耦合微帶線4的末端和第一組耦合微帶線3的末端連接。微帶線5和微帶線6分別與第二組耦合微帶線4的末端垂直連接。
[0045]如圖1所示，輸入端口1和輸出端口 2形成為微帶線，輸入端口 1、輸出端口 2分別與微帶線7和微帶線8連接，水平延伸到介質(zhì)板15的邊緣。
[0046]如圖1所示，電容12—端和第二組耦合微帶線4的頂端連接，另一端和過孔17連接，電容13—端和微帶線9連接，另一端和過孔18連接。
[0047]圖2顯示了圖1所示的頻帶獨(dú)立可調(diào)雙頻濾波器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0048]如圖2所示，輸入端口1和輸出端口 2均設(shè)置在介質(zhì)板15的正面。
[0049]如圖2所示，在頻帶獨(dú)立可調(diào)濾波器電路中，第一組耦合微帶線3的長度和寬度分別為，兩條微帶線之間的線間距SSi，該微帶線連接到的第一頂端連接點(diǎn)11的微帶線寬度為D1;第二組耦合微帶線4的長度和寬度分別為L2，W2，兩條微帶線之間的線間距為S2，該微帶線連接到的第二頂端連接點(diǎn)10的微帶線寬度為D2;微帶線9的長度和寬度分別為L4，W4。微帶線5和微帶線6的長度和寬度均為LQ1，W(n。微帶線7和微帶線8的長度和寬度均為L02，W02。輸入端口 1和輸出端口 2的長度和寬度均為L3，W3。過孔17和過孔18的半徑均為Ro?？烧{(diào)電容(12)和可調(diào)電容(13)的長度和寬度均為U、W。。
[°°50] 本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，其具體尺寸如下:Wi = l.64mm, Li = 17.3mm, Si =0.3mm,ff2 = 3.3mm，L2 = 46.45mm，S2 = 0.83mm，Di=0.82mm，D2 = 0.83mm,ff4 = 0.43mm ,1,4 =50.6mm，ffoi = 1.5mm，Loi = 37.07mm,ff3= 1.3mm,L3 = 3.6mm，ffo2 = 0.2mm，Lo2 = 35.07mm,