[发明专利]一种微带低通滤波器及传输零点确定、频率设置方法

说明书

本发明公开了通信系统技术领域的一种微带低通滤波器及传输零点确定、频率设置方法，旨在解决现有技术中微带低通滤波器的电路尺寸较大，不利于系统小型化的技术问题。包括：输入输出端口，包括输入端口和输出端口，二者均直接连接高阻抗开路枝节和加载六边形谐振器的平行耦合线，所述折叠高阻抗开路枝节和加载六边形谐振器的平行耦合线的数量均为两个。本发明中的微带低通滤波器电路结构紧凑，解决了现有技术中微带低通滤波器的电路尺寸较大，不利于系统小型化的技术问题；提高了阻带宽度和阻带抑制度，具体的，该微带低通滤波器具有覆盖至40GHz的超宽阻带，且相对阻带带宽达到了182％，阻带抑制度优于25dB，其中70％的阻带频段抑制度达到了30dB。

技术领域

本发明涉及一种微带低通滤波器及传输零点确定、频率设置方法，属于通信系统技术领域。

背景技术

随着高分辨率雷达系统以及高数据传输速率通信系统发展，系统对抑制谐波、杂散信号、带外噪声以及分离不同频率的有用信号的指标要求越来越高。因此，高性能微带低通滤波器已经成为雷达和通信系统的关键组成部分，覆盖毫米波段的超宽阻带特性对应用系统总体性能的提升具有极其重要的意义。

微带低通滤波器结构具有制作工艺简单、成本低、组装方便等优点。为了获得超宽阻带特性，同时保证高阻带抑制度和快速滚降速率，目前已有文献报道提出了多种有效的微带低通滤波器结构，主要包括：缺陷地结构、阶跃阻抗谐振器、短截线加载谐振器和扇形谐振器等。其中，缺陷地结构能够提高阻带带宽和阻带抑制，但是双层电路结构增加了装配复杂度，同时电路尺寸较大；基于阶跃阻抗谐振器和短截线加载谐振器实现的低通滤波器设计，通常电路结构紧凑，但是难以将阻带扩展到毫米波高端频段；扇形谐振器能够有效提高阻带带宽，但是需要多级谐振器级联设计，特有的扇形结构难以形成互偶效应，电路尺寸较大，不利于系统小型化，为此，我们提出一种微带低通滤波器及传输零点确定、频率设置方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种微带低通滤波器及传输零点确定、频率设置方法，解决现有技术中微带低通滤波器的电路尺寸较大，不利于系统小型化技术问题。为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

第一方面，本发明提供了一种微带低通滤波器，包括：

输入输出端口，包括输入端口和输出端口，二者均直接连接高阻抗开路枝节和加载六边形谐振器的平行耦合线，所述折叠高阻抗开路枝节和加载六边形谐振器的平行耦合线的数量均为两个，所述加载六边形谐振器的平行耦合线由高阻抗平行耦合线和六边形谐振器组成；

折叠高阻抗传输线，连接两个加载六边形谐振器的平行耦合线；

三级级联六边形耦合谐振器，包括三个六边形耦合谐振器，且三个六边形耦合谐振器通过折叠高阻抗传输线级联起来，并利用折叠结构形成耦合缝隙；

背靠背六边形谐振器，数量为两对，且两对背靠背六边形谐振器分别位于两个高阻抗平行耦合线两侧设置，

单级六边形谐振器，数量为两个，两个所述单级六边形谐振器均与折叠高阻抗传输线连接且分别与两对背靠背六边形谐振器紧邻设置。

进一步的，所述微带低通滤波器采用Rogers4003基片加工制作。

进一步的，所述输入输出端口为直微带传输线

进一步的，所述折叠高阻抗开路枝节的总长度等于自身传输零点频率对应的四分之一波长，且整体折叠。

第二方面，本发明提供了一种传输零点个数确定方法，应用于上述任一所述的一种紧凑型超宽阻带微带低通滤波器中，包括如下步骤：

建立加载六边形谐振器的平行耦合线的LC等效电路、奇模等效电路和偶模等效电路；

利用仿真软件和计算公式确定等效集总参数值；