[发明专利]基于FSIR的多零点传输特性滤波器

说明书

技术领域

本发明属于微波毫米波滤波器技术领域，具体涉及一种基于FSIR的多零点传输特性滤波器的设计。

背景技术

微波毫米波带通滤波器是通信系统以及雷达系统的重要组件，其功能在无线接收机中显得尤为重要，此外，微波带通滤波器还是微波毫米波系统中许多设计问题的关键与核心，如变频器、倍频器、频率源和多路通信等。电磁波频谱是有限的，必须按不同应用加以分配；而滤波器既可以用来限定大功率发射机在规定频段内的辐射，又可以用来防止接收机受到工作频带以外的干扰。为了滤除上述电路中的干扰信号，需要使用高选择性的带通滤波器，这些滤波器使得系统对外界或内部杂波信号具有免疫能力；具体表现为带通滤波器的低损耗、高边带抑制、宽阻带等性能。在保证带通滤波器的高性能的情况下，为了适应系统小型化的需要，带通滤波器的小型化成为必须要考虑的问题。综上所诉，基于高边带抑制、宽阻带特性的小型化带通滤波器越来越成为滤波器设计领域的研究热点。

过去的滤波器设计要么只具有高边带抑制特性，要么只具有宽阻带特型；能把两者有机结合的滤波器设计凤毛麟角，而且都是在波导滤波器设计中出现，但是波导滤波器不能够进行平面化二维集成，而且其体积和重量也是严重制约系统应用的重要因数。

发明内容

本发明的目的是为了在同一个滤波器中实现高边带抑制和宽阻带特性的结合，提出了一种基于FSIR的多零点传输特性滤波器，在保证滤波器高边带抑制和宽阻带特性的基础上，通过FSIR技术实现滤波器尺寸的高度小型化。

本发明的技术方案为：基于FSIR的多零点传输特性滤波器，包括底层镀铜层、中间层印制板基板以及顶层镀铜层；底层镀铜层与顶层镀铜层分别覆盖于中间层印制板基板的两面；底层镀铜层为接地的全镀铜层；顶层镀铜层包括：

两个半波长FSIR，即第一半波长FSIR与第二半波长FSIR；

四个1/4波长FSIR，即第一1/4波长FSIR、第二1/4波长FSIR、第三1/4波长FSIR与第四1/4波长FSIR；

两个馈口，即第一馈口与第二馈口；

以及一个金属化通孔，其设置于顶层镀铜层中心，贯穿顶层镀铜层、中间层印制板基板以及底层镀铜层并接地。

第一馈口与第二馈口分别位于顶层镀铜层两端，且以金属化通孔为中心对称设置；第一馈口与第一半波长FSIR电连接，第二馈口与第二半波长FSIR电连接；第一半波长FSIR与第二半波长FSIR呈左右对称设置；第一半波长FSIR分别与第一1/4波长FSIR、第二1/4波长FSIR磁耦合连接，第二半波长FSIR分别与第三1/4波长FSIR、第四1/4波长FSIR磁耦合连接。

四个1/4波长FSIR均位于顶层镀铜层中心位置并通过金属化通孔接地；第一1/4波长FSIR与第四1/4波长FSIR磁耦合连接，并呈左右对称设置；第二1/4波长FSIR与第三1/4波长FSIR磁耦合连接，并呈左右对称设置；第一1/4波长FSIR与第二1/4波长FSIR电磁混合耦合连接，并呈上下对称设置；第三1/4波长FSIR与第四1/4波长FSIR电磁混合耦合连接，并呈上下对称设置。

底层镀铜层和顶层镀铜层的厚度均为0.035mm，中间层印制板基板采用厚度为0.508mm的罗杰斯5880介质材料制成。

本发明的有益效果是：本发明在具有高性能优势的情况下，滤波器结构也很简单，可以采用简易印制电路板工艺批量制造，并且加工精度可以很好的控制，成品率很高，保证了低成本的优势。本发明可大规模应用于通信、雷达以及其它无线系统中，如LMDS、MMDS、4G、5G、海事雷达等。

进一步地，第一馈口与第二馈口均采用渐变线形式的馈口。

上述进一步方案的有益效果是：两端的馈口采用渐变线形式，以利于扩展滤波器带宽和平滑通带。

进一步地，半波长FSIR通过将半波长SIR的传输线进行折叠制成，1/4波长FSIR通过将1/4波长SIR的传输线进行折叠制成。

上述进一步方案的有益效果是：通过采用FSIR，本发明可以极大地减小滤波器的尺寸，滤波器实际尺寸为12.3mm×10.4mm，转换为导波波长量度计算为0.21λg(导波波长)×0.18λg，较传统滤波器尺寸减小约96％。

进一步地，两个半波长FSIR和四个1/4波长FSIR共同构成6条传输路径：

路径1：第一半波长FSIR-第一1/4波长FSIR-第四1/4波长FSIR-第二半波长FSIR；

路径2：第一半波长FSIR-第二1/4波长FSIR-第三1/4波长FSIR-第二半波长FSIR；