寬阻帶電調雙頻帶通濾波器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種寬阻帶電調雙頻帶通濾波器，屬于無線通信系統領域，在實現兩 個頻帶可調的同時，帶外抑制好，且具有寬阻帶特性。
【背景技術】
[0002] 微波濾波器作為一個通信系統的基本部件，其性能直接關系到整個系統的通信質 量。在無線通訊技術不斷發展進步的情況下，如GSM、WLAN、3G及4G等通信系統所用的頻段 都集中在射頻及微波頻段低頻部分，使得該頻譜段特別擁擠。目前，采用單端口輸入輸出并 能夠同時滿足兩個或多個頻段的濾波器，由于具有良好可靠性，微型封裝、性能好、低成本、 易于安裝使用，成為雙頻和多頻器件研宄發展的重點。
[0003] 現代無線通訊系統中，電調微波濾波器因其在頻段兼容性和頻譜資源的利用率方 面具有優勢，起到越來越大的作用。在整個系統的布局設計都已經做好的情況下，改變信 道則需要不同中心頻率的濾波器，若是有電調功能的濾波器就不需要重新設計系統的整體 結構，也不用重新加工板子，只需要調動開關，電調諧已有的可調濾波器就可以實現新的設 計構想和功能。本發明基于電調諧濾波器技術，設計了一種寬阻帶電調雙頻帶通濾波器，濾 波器的中心頻率在2. 8/6. 55GHz，可用于微波通信、雷達、衛星通信等方面，其帶外抑制度較 高，結構緊湊，便于系統集成，滿足了現代無線通信小型化、高性能的要求。輸入輸出耦合線 上添加馬刺線結構來抑制高次諧波和雜散干擾，拓寬了阻帶范圍，實現了寬阻帶性能。
【發明內容】
[0004] 本發明濾波器的目的在于針對傳統的多頻段系統體積大、系統成本高，且由多路 單頻段濾波器組成的濾波器組，信號處理頻段單一的缺點，提供了一種雙頻帶可調帶通濾 波器，其兩個頻帶的可調范圍均為200MHz，且產生兩個傳輸零點，濾波器的帶外抑制特性 好，結構緊湊，滿足小型化需求，通過在輸入輸出耦合線上引入馬刺線結構，拓寬了濾波器 的阻帶范圍。
[0005] 根據上述發明構思，本發明采用下述技術方案：一種寬阻帶電調雙頻帶通濾波器， 其特征在于，其包括正面的金屬微帶線、介質板層、第一輸入輸出端口、第二輸入輸出端口、 接地金屬通孔以及介質板材反面的金屬鍍層，正面的金屬微帶線是由均勻阻抗諧振器、短 路枝節和輸入輸出耦合線組成，均勻阻抗線諧振器和短路枝節之間加載變容二極管，構成 可調諧的結構，短路枝節的末端通過接地金屬通孔接地。
[0006] 優選地，所述變容二極管的數量為兩個，兩個變容二極管的結構對稱，產生兩種模 式的諧振頻率。
[0007] 優選地，所述變容二極管加載反向偏壓，改變奇偶模的諧振頻率達到帶通濾波器 中心頻率和帶寬可調的目的。
[0008] 優選地，所述輸入輸出耦合線上添加馬刺線結構。
[0009] 優選地，所述均勻阻抗線諧振器和短路枝節均采用彎折形結構。
[0010] 優選地，所述介質板層為介電常數\ =6.15的介質板，介質板層的厚度h =0· 8mm〇
[0011] 優選地，所述第一輸入輸出端口處、第二輸入輸出端口處都焊接一個SM接頭。
[0012] 本發明與現有技術比較，具有如下顯而易見的突出實質性特點和顯著優點： 一，均勻阻抗線諧振器和短路枝節均采用彎折形結構，使諧振器的結構更加緊湊，簡化 了設計的復雜度，滿足了現代濾波器設計小型化的要求。
[0013] 二，通過偏置電路的添加，調節電壓改變變容二極管的電容值從而實現通帶可調， 具有調諧速度快，調諧頻率范圍寬，調試方便，成本低等優點。
[0014] 三，輸入輸出耦合線上的馬刺線結構，抑制了高次諧波和雜散干擾，實現寬阻帶性 能。
[0015] 四，均勻阻抗線諧振器和短路枝節之間添加變容二極管，實現雙頻帶電可調，通帶 內插入損耗低，帶外抑制性好。
【附圖說明】
[0016] 圖1是本發明寬阻帶電調雙頻帶通濾波器的結構示意圖。
[0017] 圖2是本發明寬阻帶電調雙頻帶通濾波器上層金屬微帶線的結構示意圖。
[0018] 圖3是變容二極管示意圖。
[0019] 圖4是本發明寬阻帶電調雙頻帶通濾波器的整體結構示意圖 圖5是WR與短路枝節之間添加0Ω電阻時，濾波器的頻率響應示意圖。
[0020] 圖6是變容二極管容值在3_12pF之間可調時濾波器的回波損耗Sll示意圖。
[0021] 圖7是變容二極管容值在3-12PF之間可調時濾波器的插入損耗S21示意圖。
【具體實施方式】
[0022] 下面結合附圖對本發明的一個優選實施例作詳細說明： 參見圖1至圖3,本發明寬阻帶電調雙頻帶通濾波器包括正面的金屬微帶線1、介質板 層2、第一輸入輸出端口 3、第二輸入輸出端口 4、接地金屬通孔5以及介質板材反面的金屬 鍍層，正面的金屬微帶線是由一個均勾阻抗諧振器（Uniform Impedance Resonator，UIR) 11、短路枝節12和輸入輸出耦合線14組成，均勻阻抗線諧振器11和短路枝節12之間加載 變容二極管16,構成可調諧的結構，短路枝節12的末端通過接地金屬通孔5接地。正面的 金屬微帶線的材料和介質板材反面的金屬鍍層的材料可以是導電性能較好的金屬材料，如 金、或銀、或銅。第一輸入輸出端口 3處、第二輸入輸出端口 4處都焊接一個SM接頭，用于 實際測量。變容二極管的型號可以是BB535E7904,電壓變化在0-30V時，變容二極管的電容 變化在3-20pF。正面的金屬微帶線為第一層結構，介質板層2、第一輸入輸出端口 3、第二輸 入輸出端口 4構成第二層結構，介質板材反面的金屬鍍層為第三層結構。
[0023] 變容二極管16的數量為兩個，兩個變容二極管16的結構對稱，產生兩種模式的諧 振頻率，故可用奇偶模理論進行分析。均勻阻抗線諧振器11和短路枝節12均采用彎折形 結構，滿足小型化需求。輸入輸出耦合線14位于均勻阻抗線諧振器11的外側，所述寬阻帶 電調雙頻帶通濾波器的輸入輸出耦合采用50 Ω縫隙耦合饋電，并在輸入輸出耦合線14上 添加馬刺線結構15,抑制濾波器的寄生頻率，拓寬濾波器阻帶范圍。所述介質板層為介電常 數么' =6.15的介質板，介質板層的厚度h =0.8mm〇
[0024] 通過直流偏置電路給變容二極管加載反向偏壓，改變直流偏置電路反向偏壓，使 其電容變化從而改變諧振器的電長度，改變奇偶模的諧振頻率達到帶通濾波器中心頻率和 帶寬可調的目的。直流偏置電路為均勻阻抗諧振器上加載1000 pF的電容以及阻值為IOkQ 的電阻。
[0025] 圖4是本實施例的結構示意圖，經過設計、仿真和優化，最終確定該多通帶可調帶 通濾波器的具體尺寸如下： Ll=2. 5mm? L2=12. 55mm? L3=2. 85mm? L4=4. 9mm? L5=5. 3mm? L6=3. 8mm? Wl=O. 6mm, W2=0. 3mm, W3=0. 3mm, W4=0. 5mm? W5=0. 6mm? W6=l. 2mm? W7=0. 25mm，L7=l. 0mm，L8=L 6mm，L9=L 3mm，LlO=O. 5mm，r=0. 4mm〇
[0026] 基于上述方法設計了中心頻率為2. 8GHz/6. 55GHz的雙頻帶微帶濾波器，通過電 磁仿真軟件Sonnet進行仿真和調試。
[0027] 圖5顯示了均勻阻抗線諧振器和短路枝節之間添加 0Ω電阻時，微帶濾波器的仿 真結果，添加0 Ω電阻時等于兩者直接相連，等效為不添加電容的情況。
[0028] 圖6和圖7分別顯示了電壓在0-30V之間可調時，變容二極管在不同容值的濾波 器回波損耗Sll和插入損耗S21仿真結果。仿真結果表明：（1)該濾波器實現了雙頻帶的響 應特性，通過調節變容二極管的電壓調節其電容值，兩個都實現了可調。（2)第一頻帶中心 頻率的可調范圍在2. 8GHz-3. OGHz可調，第二頻帶中心頻率在6. 55GHz-6. 75GHz范圍內可 調。（3)產生兩個傳輸零點，濾波器的帶外抑制高，選擇性好。（4)濾波器從7GHz到12. 5GHz 頻段之間，濾波器的S21均在-20dB以下，具有寬阻帶性能。（5)微帶結構簡單，尺寸也得到 小型化，印刷簡易，材料損耗相對較小。
【主權項】
1. 一種寬阻帶電調雙頻帶通濾波器，其特征在于，其包括正面的金屬微帶線、介質板 層、第一輸入輸出端口、第二輸入輸出端口、接地金屬通孔W及介質板材反面的金屬鍛層， 正面的金屬微帶線是由均勻阻抗諧振器、短路枝節和輸入輸出禪合線組成，均勻阻抗線諧 振器和短路枝節之間加載變容二極管，構成可調諧的結構，短路枝節的末端通過接地金屬 通孔接地。
2. 根據權利要求1所述的寬阻帶電調雙頻帶通濾波器，其特征在于，所述變容二極管 的數量為兩個，兩個變容二極管的結構對稱，產生兩種模式的諧振頻率。
3. 根據權利要求1所述的寬阻帶電調雙頻帶通濾波器，其特征在于，所述變容二極管 加載反向偏壓，改變奇偶模的諧振頻率達到帶通濾波器中屯、頻率和帶寬可調的目的。
4. 根據權利要求1所述的寬阻帶電調雙頻帶通濾波器，其特征在于，所述輸入輸出禪 合線上添加馬刺線結構。
5. 根據權利要求1所述的寬阻帶電調雙頻帶通濾波器，其特征在于，所述均勻阻抗線 諧振器和短路枝節均采用彎折形結構。
6. 根據權利要求1所述的寬阻帶電調雙頻帶通濾波器，其特征在于，所述介質板層為 介電常數左f=^6.15的介質板，介質板層的厚度h=0. 8mm。
7. 根據權利要求1所述的寬阻帶電調雙頻帶通濾波器，其特征在于，所述第一輸入輸 出端口處、第二輸入輸出端口處都焊接一個SM接頭。
【專利摘要】本發明提供一種寬阻帶電調雙頻帶通濾波器，其包括正面的金屬微帶線、介質板層、第一輸入輸出端口、第二輸入輸出端口、接地金屬通孔以及介質板材反面的金屬鍍層，正面的金屬微帶線是由均勻阻抗諧振器、短路枝節和輸入輸出耦合線組成，均勻阻抗線諧振器和短路枝節之間加載變容二極管，構成可調諧的結構，短路枝節的末端通過接地金屬通孔接地。本發明結構緊湊，實現了雙頻帶可調，通帶內插入損耗低，帶外抑制性好，且具有寬阻帶的性能。
【IPC分類】H01P1-203
【公開號】CN104795614
【申請號】CN201510160069
【發明人】李國輝, 鑒浩, 王煥英, 吳玉丹
【申請人】上海大學
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年4月7日