[发明专利]一种基于开槽线结构的超宽带平衡滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及电子信息领域，尤其涉及一种基于开槽线结构的超宽带平衡滤波器。

背景技术

在现代无线通信系统中，平衡器件受到了越来越多的关注，因为平衡器件可以有效抑制环境噪声和系统内部的噪声。平衡滤波器作为无线通信系统的必不可少的器件，在近些年得到了广泛的研究。平衡滤波器在差模信号激励下具有滤波作用，且可以有效抑制环境和系统内部产生的噪声，因而广泛应用于现代无线通信电路。共模信号会降低其信噪比，所以在平衡电路设计中，要尽可能增强对共模信号的抑制水平。

现有的平衡滤波器设计主要针对窄带系统，这是因为很难做到在很宽的频带内抑制共模信号，且平衡滤波器往往具有很复杂的结构。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的缺陷，提出了一种基于开槽线结构的平衡滤波器，其在很宽的差模信号通带内具有很高的共模抑制特性，电路简单，易于加工。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种基于开槽线结构的超宽带平衡滤波器，形成于介质基板上，由结构相同、相互对称的第一滤波器和第二滤波器组成，所述第一滤波器和第二滤波器均包含位于介质基板上层的微带线结构和位于介质基板下层的开槽线结构；

所述第一滤波器的微带线结构包含第一馈线、第二馈线、第一开路枝节和第二开路枝节，所述第一馈线的一端与所述第一开路枝节采用抽头线结构形成L型结构，所述第二馈线的一端与所述第二开路枝节采用抽头线结构形成L型结构，所述第一馈线的另一端与第二馈线的另一端组成一对输入输出端口；

所述第一滤波器的开槽线结构包含2N+1个开槽线谐振器，其中N为大于1的自然数；

所述2N+1个开槽线谐振器均采用直线结构，长度均为所述基于开槽线结构的超宽带平衡滤波器中心频率对应波长的二分之一；

所述2N+1个开槽线谐振器呈第一、第二两组，每组都以直线等距均匀排列，其中第一组包含N个开槽线谐振器，第二组包含N+1个开槽线谐振器，且第一组N个开槽线谐振器的中心分别设置在第二组N+1个开槽线谐振器之间间隔的中轴线上；

所述2N+1个开槽线谐振器相互耦合，与所述第一开路枝节、第二开路枝节形成N+2阶滤波器；

所述第二滤波器的微带线结构包含第三馈线、第四馈线、第三开路枝节和第四开路枝节，所述第三馈线的一端与所述第三开路枝节采用抽头线结构形成L型结构，所述第四馈线的一端与所述第四开路枝节采用抽头线结构形成L型结构，所述第三馈线的另一端与第四馈线的另一端组成一对输入输出端口；

所述第二滤波器的开槽线结构包含2M+1个开槽线谐振器，其中M为大于1的自然数；

所述2M+1个开槽线谐振器均采用直线结构，长度均为所述基于开槽线结构的超宽带平衡滤波器中心频率对应波长的二分之一；

所述2M+1个开槽线谐振器呈第三、第四两组，每组都以直线等距均匀排列，其中第三组包含M+1个开槽线谐振器，第四组包含M个开槽线谐振器，且第四组M个开槽线谐振器的中心分别设置在第三组M+1个开槽线谐振器之间间隔的中轴线上；

所述2M+1个开槽线谐振器相互耦合，与所述第三开路枝节、第四开路枝节形成N+2阶滤波器；

所述第一馈线与第三馈线对称，第二馈线与第四馈线对称；

所述第一开路枝节与第三开路枝节对称，第二开路枝节与第四开路枝节对称；

所述2N+1个开槽线谐振器分别与所述2M+1个开槽线谐振器对称，且第二组的N+1个开槽线谐振器分别与第三组的M+1个开槽线谐振器在对称面上连接。

作为本发明一种基于开槽线结构的超宽带平衡滤波器进一步的优化方案，所述第一至第四馈线的特性阻抗均为50欧姆。本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1. 能够在很宽的频带内抑制共模信号；

2. 电路简单，易于加工。

附图说明

图1为本发明微带平衡滤波器的印刷电路板切面示意图；

图2为本发明微带平衡滤波器的结构示意图；

图3为本发明微带平衡滤波器上表面的结构示意图；

图4为本发明微带平衡滤波器下表面的结构示意图；

图5为本发明微带平衡滤波器差模信号激励下的等效电路图；

图6为本发明微带平衡滤波器共模信号激励下的等效电路图；

图7为本发明微带平衡滤波器的散射参数仿真与测试结果；

图8为本发明微带平衡滤波器的群时延测试结果。