[发明专利]基于阶梯阻抗的小型化双频段带通滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及微波器件技术领域，特别涉及一种基于阶梯阻抗的小型化双频段带通滤波器。

背景技术

滤波器是无线通信系统中用于抑制干扰信号不可或缺的重要无源器件。随着无线通信的快速发展，新材料、新工艺及半导体技术的迅猛发展，使得射频、微波、毫米波电路的集成度越来越高，体积越来越小，而由于滤波器的特殊性一般无法与其他功能电路相集成，如何设计高性能、小型化的滤波器，是目前微波、毫米波电路设计的关键环节之一。

为了兼容不同通信标准，以及新一代通信技术需要与上一代通信技术进行较好的兼容，现在越来越多的研究转向了多频带射频前端器件。在这一通信趋势下，多频带滤波器应运而生，以保证通信系统能够在多个频带下共同工作。双拼微波滤波器是多频无线通信系统前端的重要器件。

一般实现双频带滤波器的方法是把两个谐振在不同频段的谐振器结合在一起作为基本的双频谐振器，通过这一双频谐振器和馈线实现双频段带通滤波器。由于包含两个不同的谐振器，因此体积较大。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的主要目的是提供一种基于阶梯阻抗的小型化双频段带通滤波器，以解决现有双频段滤波器体积大的缺点。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种基于阶梯阻抗的小型化双频段带通滤波器，该带通滤波器采用微带形式实现，包括微带基片、底层地和顶层微带电路，其中，微带基片形成于底层地之上，顶层微带电路形成于微带基片之上。

上述方案中，所述顶层微带电路包括：相互耦合的两个阶梯阻抗谐振器，其中每个阶梯阻抗谐振器均包括：采用短路线实现的高阻抗部分1；与高阻抗部分一端连接的采用短路线实现的低阻抗部分2；以及形成在低阻抗部分的与高阻抗部分相连接的相对端的多个接地通孔3；第一馈线6和第二馈线7，分别采用开路线耦合的方式对两个阶梯阻抗谐振器进行馈电；以及输入抽头4和输出抽头5，输入抽头4与第一馈线6之间采用渐变传输线连接，输出抽头5与第二馈线7之间采用渐变传输线连接。

上述方案中，所述两个阶梯阻抗谐振器通过中心奇对称的方式相互耦合，第一阶梯阻抗谐振器的高阻抗部分与第二阶梯阻抗谐振器的低阻抗部分相对，第一阶梯阻抗谐振器的低阻抗部分与第二阶梯阻抗谐振器的高阻抗部分相对。

上述方案中，所述第一馈线6和第二馈线7采用均匀传输线或阶梯阻抗传输线。

上述方案中，所述输入抽头4和输出抽头5的特征阻抗均为50欧姆。

上述方案中，所述微带基片的相对介电常数1-100，厚度为0.05-5mm。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供的基于阶梯阻抗的小型化双频段带通滤波器，由于采用的相互耦合的两个阶梯阻抗谐振器谐振在双频段，减小了滤波器尺寸。

2、本发明提供的基于阶梯阻抗的小型化双频段带通滤波器，采用开路线耦合的方式可靠性高，易于加工。开路线长度、宽度和耦合间距的调节来同时调节双频段，增加设计灵活性。

3、本发明提供的基于阶梯阻抗的小型化双频段带通滤波器，在两频段之间产生一个传输零点，增加两频段间的隔离度。

附图说明

图1是本发明提供的基于阶梯阻抗的小型化双频段带通滤波器的示意图。

图2是图1中的其中一个阶梯阻抗谐振器的示意图。

图3是对本发明提供的基于阶梯阻抗的小型化双频段带通滤波器进行仿真测试的结果示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

本发明提供的基于阶梯阻抗的小型化双频段带通滤波器，其发明构思是：传统的1/4波长均匀端路线在基频和三倍频处谐振，通过引入阶梯阻抗调节两个谐振频率，根据微波分析方法将两谐振频点设计到所需的双频段。本发明将两个阶梯阻抗谐振器通过中心奇对称的方式相耦合，分别计算出在两个频段的耦合系数。利用开路线耦合的方式进行馈电。针对馈线和一个谐振器，通过电磁仿真得到在两频段相对于馈线长度、宽度和间距的加载品质因子。根据耦合系数、加载品质因子得到谐振器间距、馈线尺寸。

如图1和图2所示，本发明提供的基于阶梯阻抗的小型化双频段带通滤波器，采用微带形式实现，包括微带基片、底层地和顶层微带电路，其中，微带基片形成于底层地之上，顶层微带电路形成于微带基片之上。