[发明专利]双频滤波器

说明书

本发明公开了一种双频滤波器，设置为多层电路，包括：第一谐振单元，设置于多层电路的第三层和第四层；第二谐振单元，设置于多层电路的第二层和第三层；以及第三谐振单元，设置于多层电路的第三层和第四层，其中，第一谐振单元和第三谐振单元的拓扑结构相同，且排布成左右镜像对称，并且第二谐振单元级联于第一谐振单元与第三谐振单元之间。本发明具有体积小、插入损耗小、工作频段独立可调等优点，能够实现多种频段信号的提取和抑制干扰。

技术领域

本发明涉及微波通信技术领域，尤其涉及一种双频滤波器。

背景技术

滤波器对信号具有频率选择性，能够在通信系统中通过或阻断、分开或合成某些频率的信号。由于电磁波频谱资源越来越有限，必须按照应用加以分配，所以用作分离/组合信号的滤波器便显得愈发重要，其性能特性直接影响整个系统指标。双频滤波器可以同时工作在两个不同频段，常应用在前端微波射频模块及多路通信系统中。

近年来，微机电系统(MEMS)技术、高温超导技术、低温共烧陶瓷(LTCC)技术、光子带隙结构、微波单片集成电路等新型材料和工艺技术的涌现，推动了滤波器从性能到体积的不断改善。随着无线通信系统和微波毫米波组件的持续发展，更小的体积、更轻的重量、更低的成本、更高的性能已成为滤波器发展的必然趋势和要求。

另外，伴随无线通讯系统的迅猛发展，各种终端设备已经广泛支持诸如2G、3G、LTE、Wi-Fi、GPS等多种通信协议。只适用于单一频段和单一通信标准的无线通信系统已不能满足当前需求，可同时覆盖两个频段的双频无线通信系统由此得到蓬勃发展。而作为双频段无线通信系统的核心组件之一，小体积高性能的双频滤波器设计已然成为业界的研究重点，有着广阔的应用前景。

在现有技术中，文献1(专利号201210116440.4)公开了一种基于非对称阶跃阻抗谐振器的超窄带双频滤波器，利用两节折叠成螺旋形状的阶跃阻抗谐振器以及输入/输出耦合传输线来构成滤波器主体，并通过改变其谐振器的阻抗比来得到所需的谐振频率，从而实现相对带宽分别为2％和1.3％的超窄带双频滤波器设计。该滤波器结构相对简单，带外抑制较高。但由于阶跃阻抗谐振器的传输特性，该滤波器的工作频率相互影响，两个频段无法独立控制。此外，由于其工作带宽非常窄，这就对加工工艺提出了非常高的要求，一旦精度控制出现偏差，工作频率很容易发生偏移。文献2(专利号201410019016.7)公开了一种枝节加载的方环双模双频滤波器，通过在一个方形环的四个内角沿对角线向内延伸出四个主枝节线，每条主枝节线的末端平行方形环的内壁各延伸出一条开路短截线，可引入新的微扰结构激励起两个简并模式，从而实现双模双频滤波器的响应特性。该滤波器两个通带的中心频率可通过改变方环内枝节线的长度来进行调整，但通带内插损较高，且整体占用面积较大，很难满足日益发展的高集成无线通讯终端对滤波器等射频元器件低成本、小体积、轻重量和高性能的要求。

因此，需要一种体积小、插入损耗小、带外抑制度高、工作频段独立可调的双频滤波器，对多频段信号提取和抑制干扰。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种双频滤波器，具有多层电路结构，能够调整传输零点和独立调节工作频率，具有小型化、低插损、高抑制的特点。

本发明提供的双频滤波器设置为多层电路，包括：第一谐振单元，设置于多层电路的第三层和第四层；第二谐振单元，设置于多层电路的第二层、第三层和第四层；以及第三谐振单元，设置于多层电路的第三层和第四层，其中，第一谐振单元和第三谐振单元的拓扑结构相同，且排布成左右镜像对称，并且第二谐振单元级联于第一谐振单元与第三谐振单元之间。

可选地，第一谐振单元包括位于第三层上的第一谐振微带线、第一极板和位于第四层上的第二谐振微带线、第二极板，第一极板和第二极板层间耦合构成第一微带等效电容；第三谐振单元包括位于第三层上的第三谐振微带线、第三极板和位于第四层上的第四谐振微带线、第四极板，第三极板和第四极板层间耦合构成第二微带等效电容。