多零點(diǎn)緊湊型微帶濾波器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種多零點(diǎn)緊湊型微帶濾波器，屬于微波通信技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]濾波器是很多無線電系統(tǒng)中許多設(shè)計(jì)問題的關(guān)鍵，濾波器可以對(duì)頻率進(jìn)行拆分和重組;可以降低不同功能電路之間的串?dāng)_;并且在阻抗匹配中、相位特性轉(zhuǎn)換中、均衡某一網(wǎng)絡(luò)的輸出功率而設(shè)計(jì)的電路中也有像濾波器的網(wǎng)絡(luò)。
[0003]隨著無線通信系統(tǒng)向著小型化多功能的方向發(fā)展，要求濾波器也向著小型化高性能的方向發(fā)展，濾波器的高性能主要表現(xiàn)在它的帶外抑制特性上。傳統(tǒng)濾波器是通過增加諧振器的個(gè)數(shù)來實(shí)現(xiàn)濾波器優(yōu)良的帶外抑制特性，這樣會(huì)增大系統(tǒng)的體積，增加系統(tǒng)損耗?，F(xiàn)今人們也提出了很多新的減小濾波器體積提高濾波器性能的方法，較有顯著效果的為在濾波器帶外引入多個(gè)傳輸零點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)傳輸零點(diǎn)的方法很多，主要有零度饋電技術(shù)、交叉耦合技術(shù)、開路枝節(jié)加載技術(shù)、源-負(fù)載親合技術(shù)及混合電磁親合技術(shù)。根據(jù)已有文獻(xiàn)，混合親合技術(shù)較其它兩種耦合技術(shù)可以引入更多的傳輸零點(diǎn)，近年來受到了學(xué)者們的廣泛關(guān)注。對(duì)于減小濾波器的體積的方法可以歸納為兩種:一為運(yùn)用多層結(jié)構(gòu)，即將濾波器各結(jié)構(gòu)單元分布在不同層;二為設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)緊湊的諧振器單元。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為克服現(xiàn)有微帶濾波器帶外抑制低，體積大，零點(diǎn)無法控制等缺陷，本發(fā)明提出了一款帶外多個(gè)傳輸零點(diǎn)的小型化高帶外抑制的微帶線濾波器。
[0005]本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:一種多零點(diǎn)緊湊型微帶濾波器，包括上層微帶結(jié)構(gòu)、中間介質(zhì)基板和底層金屬地板;所述上層微帶結(jié)構(gòu)包括輸入端傳輸線、輸出端傳輸線、第一阻抗諧振器，第二阻抗諧振器，第三阻抗諧振器，第四阻抗諧振器，所述第一阻抗諧振器包括第一圓弧阻抗線和第一扇形阻抗線，第二阻抗諧振器包括第二圓弧阻抗線和第二扇形阻抗線，第三阻抗諧振器包括第三圓弧阻抗線和第三扇形阻抗線，第四阻抗諧振器包括第四圓弧阻抗線和第四扇形阻抗線，所述第一圓弧阻抗線一端連接第一扇形阻抗線，另一端連接第一圓弧饋線，第一圓弧饋線與輸入端傳輸線連接，同時(shí)其另一端與第二圓弧饋線的一端連接形成圓形接地孔，所述第二圓弧饋線的另一端與第二圓弧阻抗線的一端連接，第二圓弧阻抗線的另一端與第二扇形阻抗線連接;所述第三圓弧阻抗線一端連接第三扇形阻抗線，另一端連接第三圓弧饋線，第三圓弧饋線與輸出端傳輸線連接，同時(shí)其另一端與第四圓弧饋線的一端連接形成圓形接地孔，所述第四圓弧饋線的另一端與第四圓弧阻抗線的一端連接，第四圓弧阻抗線的另一端與第四扇形阻抗線連接;所述第一扇形阻抗線、第二扇形阻抗線、第三扇形阻抗線和第四扇形阻抗線之間彼此留有間隙并且其中心形成共同的中心圓孔。
[0006]所述的第一圓弧阻抗線、第二圓弧阻抗線、第三圓弧阻抗線和第四圓弧阻抗線的圓心角分別為π/4。
[0007]所述第一扇形阻抗線、第二扇形阻抗線、第三扇形阻抗線和第四扇形阻抗線形成的內(nèi)圓半徑R2為1.4mm，形成的外圓半徑R3為4.05mm。
[0008]所述中心圓孔的中心點(diǎn)距第一圓弧阻抗線或者第二圓弧阻抗線或者第三圓弧阻抗線或者第四圓弧阻抗線的距離R4為4.15mm。
[0009]所述第一圓弧阻抗線、第二圓弧阻抗線、第三圓弧阻抗線和第四圓弧阻抗線的線寬均為0.4mm。
[0010]所述中心圓孔的中心點(diǎn)距第一圓弧饋線或者第二圓弧饋線或者第三圓弧饋線或者第四圓弧饋線的距離R6為5.0mm。
[0011]所述第一圓弧饋線、第二圓弧饋線、第三圓弧饋線和第四圓弧饋線的線寬均為R6為0.4mmο
[0012]所述中心圓孔的圓心和圓形接地孔的圓心之間連接形成的豎線與第四圓弧阻抗線和第四扇形阻抗線的連接處之間的夾角α為42.0度;所述中心圓孔的圓心和圓形接地孔的圓心之間連接形成的豎線與第三圓弧饋線和輸出端傳輸線的連接處之間形成的夾角Θ為38.0度;所述所述中心圓孔的圓心和圓形接地孔的圓心之間連接形成的豎線與第四圓弧阻抗線和第四圓弧饋線的連接處之間的夾角β為88.0度。
[0013]所述第一扇形阻抗線、第二扇形阻抗線、第三扇形阻抗線和第四扇形阻抗線之間彼此的間隙寬度SI為0.1mm。
[OOM]所述輸入端傳輸線和輸出端傳輸線的線寬WO為1.1mm;所述圓形接地孔的半徑Rl為0.5mmο
[0015]本發(fā)明的有益效果是:運(yùn)用了新的諧振器結(jié)構(gòu)一四分之一扇形SIR，運(yùn)用了改進(jìn)型的盒型結(jié)構(gòu)一將混合電磁耦合引入盒型結(jié)構(gòu)當(dāng)中，設(shè)計(jì)了一款具有多個(gè)位置可調(diào)傳輸零點(diǎn)的微帶濾波器。該濾波器引入了多個(gè)傳輸零點(diǎn)，這些零點(diǎn)無論對(duì)濾波器的高阻帶還是低阻帶都起到了很高的抑制作用。在實(shí)際應(yīng)用中可以根據(jù)項(xiàng)目的不同需要來調(diào)整濾波器參數(shù)，進(jìn)而改變?yōu)V波器傳輸零點(diǎn)所在的位置，達(dá)到有針對(duì)性、有效的濾除系統(tǒng)帶外噪聲的目的。本發(fā)明適用于射頻微波電路中，可以根據(jù)實(shí)際情況的需要來調(diào)整濾波器參數(shù)來改變傳輸零點(diǎn)所在位置，達(dá)到有針對(duì)性、有效的濾除系統(tǒng)帶外噪聲的效果;其除具有高帶外抑制特性，還具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、易于加工制造、易于集成的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2是濾波器的頻率響應(yīng)曲線圖。
[0018]圖3是α對(duì)響應(yīng)曲線的影響情況比較圖。
[0019]圖4是Rl對(duì)響應(yīng)曲線的影響情況比較圖。
[0020 ]圖5是R2對(duì)響應(yīng)曲線的影響情況比較圖。
[0021 ]圖6是Θ對(duì)響應(yīng)曲線的影響情況比較圖。
[0022]圖7是由HFSS13.0仿真的響應(yīng)曲線和用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀AgilentE8363B測得的實(shí)際曲線比較圖。
[0023]圖中:1-輸入端傳輸線，2-輸出端傳輸線，3-第一扇形阻抗線，4-第二扇形阻抗線，5-第三扇形阻抗線，6-第四扇形阻抗線，7-第一圓弧阻抗線，8-第二圓弧阻抗線，9-第三圓弧阻抗線，10-第四圓弧阻抗線，11-第一圓弧饋線，12-第二圓弧饋線，13-第三圓弧饋線，14-第四圓弧饋線。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0025]如圖1所示，該濾波器實(shí)施于厚度為0.508mm，介電常數(shù)為3.66，正切值損耗為0.002的Rogers R4350作為基板材料上，正面為濾波器電路，反面為敷銅接地面。該濾波器的電路網(wǎng)絡(luò)微帶結(jié)構(gòu)包括輸入端傳輸線I，輸出端傳輸線2，四個(gè)四分之一波長扇形階梯阻抗諧振器(λ/4扇形SIR)。濾波器輸入、輸出采用直接饋電的方式，輸入、輸出微帶線的特性阻抗為50 Ω。為使諧振器更加緊湊將諧振器中低阻抗線也折成中心角為π/4的圓弧形狀，SP第一圓弧阻抗線7、第二圓弧阻抗線8、第三圓弧阻抗線9、第四圓弧阻抗線10的圓心角;扇形低阻抗線相互靠近形成電耦合，諧振器間公用的接地孔形成磁耦合。
[0026]圖2為利用電磁場仿真軟件AnsoftHFSS13.0對(duì)濾波器進(jìn)行仿真，得到的濾波器的頻率響應(yīng)曲線。由圖2可知，濾波器在低端引入一個(gè)傳輸零點(diǎn)，高端阻帶引入了兩個(gè)零點(diǎn)，這兩個(gè)零點(diǎn)明顯的改善了濾波器在高阻帶上的抑制強(qiáng)度和抑制范圍。傳輸零點(diǎn)TZl為混合電磁耦合產(chǎn)生;TZ2，TZ3為階梯型阻抗結(jié)構(gòu)產(chǎn)生。其中，TZ3所在頻率點(diǎn)還存在一個(gè)傳輸零點(diǎn)，為此濾波器諧波產(chǎn)生。交叉耦合所產(chǎn)生的零點(diǎn)所在頻率較低，在響應(yīng)圖上沒有表現(xiàn)出來，但它對(duì)低頻抑制作用是可以從頻率響應(yīng)圖中表現(xiàn)出來的。
[0027]傳輸零點(diǎn)的位置受饋電位置、電耦合強(qiáng)度、磁耦合強(qiáng)度等多方面的影響。圖3至圖6給出了濾波器中各個(gè)量對(duì)響應(yīng)曲線的影響情況。ΤΖ2隨α、θ的減小，向靠近通帶的方向移動(dòng)，同時(shí)通帶平坦度會(huì)減小；而ΤΖ3隨α、θ的