結構中設計四個枝節耦合區域(30、31、32、33)，用來調節通頻帶的帶寬；此外，饋電線采用勾型結構34引入源負載耦合，增加了信號的傳輸路徑，從而產生了多個傳輸零點，使四個通頻帶均具有很高的選擇性；
如圖1所示，一種可用于四個無線通信頻段系統的小型化四通帶平面濾波器，所述上層微帶結構包括兩個諧振器，饋電線部分和兩個端口，排布成上下對稱的電路結構；所述上層微帶結構的上下對稱電路結構中，位于上半部分的對稱電路結構由Ι/P端口、第一饋電線以及所述兩個諧振器的組成；所述饋電線為由第一微帶線、第二微帶線5、第三微帶線6、第四微帶線7、第五微帶線8順次連接構成的微帶線，第二微帶線5、第三微帶線6、第四微帶線7、第五微帶線8呈矩形走勢連接形成勾型結構34 ;中心位置加載有短路枝節的諧振器的上半部分由第六微帶線9、第七微帶線10、第八微帶線11、第九微帶線12以及作為短路枝節的第十微帶線13構成的微帶線；八模式諧振器的上半部分包括順次連接的第十一微帶線14、第十二微帶線15、第十三微帶線16、第十四微帶線17，順次連接的第十五饋電線18、第十六微帶線19、第十七微帶線20、第十八微帶線21、第十九微帶線22，和順次連接的第二十微帶線23、第二十一微帶線24、第二十二諧振器25、第二十三微帶線26、第二十四微帶線27、第二十五微帶線28，第二十五微帶線28末端即上下對稱電路結構的對稱軸上連接有作為短路枝節的第二十六微帶線29 ;所述第二十四微帶線27還與第十七微帶線20、第十八微帶線21之間的連接端連接。
[0018]如圖1所示，一種可用于四個無線通信頻段系統的小型化四通帶平面濾波器，電路的拓撲結構中設計了四個枝節耦合區域，分別為第一耦合區域30、第二耦合區域31、第三耦合區域32和第四耦合區域33 ;通過調節這四個耦合區域的耦合強度，可調節通頻帶的帶寬；耦合強度的大小可通過調節第一耦合區域30中第十四微帶線17和第十五微帶線18的間距和長度、第二耦合區域31中第十九微帶線22和下半部分對稱枝節間的間距和長度、第四耦合區域33中第六微帶線9和下半部分對稱枝節間的間距和長度來有效的控制，第三耦合區域32和第一耦合區域30上下對稱，調節的原理相同；其饋電線采用勾型結構34 ;第四微帶線7和下半部分電路對稱的枝節間形成源負載耦合，增加了信號傳輸的路徑，從而產生多個傳輸零點，使四個通頻帶均具有很高的選擇性。
實施例
[0019]一種可用于四個無線通信頻段系統的小型化四通帶平面濾波器的結構如圖1所示，有關尺寸如圖2所示，所選用的介質基板的厚度為0.81mm，相對介電常數為3.38，損耗正切角為0.0027，圖中具體電路尺寸選擇如下:M=L 86mm，W2=Q.3mm, Z1=S.85mm,Z2=H.3mm，/3=8.55mm，Z4=5.57mm，L^-2.6mm，Z6=8.25mm，Z7=S.5mm，Z8=L 45mm，L9-^.85mm，Z10=Smm^ Z11=1.45mm，Z12=L 5πιπυ Z13=L 15mm，G1-Q.3mm，G2-Q.32mm, 6^=1.4mm，G4=0.2mm,6^5=0.25mm，G6=0.15mm，G7=0.3mm，整體尺寸為 19.8 mmX 15.8 Irnn0
[0020]圖3是S11參數、S21參數的仿真結果和實測結果，可知四個工作頻段的中心頻率分別為1.8 GHz(DCS工作頻段)、2.45 GHz (WLAN工作頻段)、3.5 GHz (WiMAX工作頻段)和5.15-5.85 GHz (5G W1-Fi工作頻段)，通帶內的插入損耗分別為1.5，1.7，2.3和1.8dB。在任何情況下，通帶內回波損耗優于16dB，六個傳輸零點(TZ)的位置分別位于0.85，2.1，2.97，3.75，4.38和6.45 GHz，四個通帶的絕對帶寬和相對帶寬分別為120、100、103,814 MHz和6.7、4.2、3.7、14.8%，滿足了帶寬要求。本發明提供了一種可用于四個無線通信頻段系統的小型化四通帶平面濾波器，具有體積小，濾波效果好等優異性能，適合應用于無線通信系統的射頻前端中。
[0021]以上所描述的實施例是本發明中的一個較好的實施例，并不用以限制本發明。基于本發明的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下，基于本發明所做的任何修改，等同替換，改進所獲得的其他實施例，都屬于本發明實施例的保護范圍。
【主權項】
1.可用于四個無線通信頻段系統的小型化四通帶平面濾波器，所述四個無線通信頻段系統為DCS/WLAN/WiMAX/5G W1-Fi系統，所述小型化四通帶平面濾波器包括上層微帶結構、中間介質基板和底層金屬地板；其特征在于:上層微帶結構為上下中心對稱結構，包括兩個諧振器、輸入輸出端口及饋電線，兩個諧振器分別為八模式諧振器和中心位置加載有短路枝節的諧振器，兩個諧振器之間相互獨立；八模式諧振器用于產生八個諧振模式，其中四個相同的諧振模式通過引入諧振器枝節間的耦合分離開來，形成一個帶寬較寬的通頻帶，用來覆蓋5G W1-Fi頻段，剩余四個諧振模式分別用來覆蓋DCS頻段和WLAN頻段，從而形成了三個通頻帶；位于饋電線一側的所述中心位置加載有短路枝節的諧振器用于產生兩個諧振頻率，形成另外一個通帶，中心位置加載有短路枝節的諧振器嵌入在八模式諧振器的兩個枝節之間。2.根據權利要求1所述的可用于四個無線通信頻段系統的小型化四通帶平面濾波器，其特征在于:所述上層微帶結構的上下對稱電路結構中，位于上半部分的對稱電路結構由Ι/P端口、第一饋電線以及所述兩個諧振器的組成；所述饋電線為由第一微帶線、第二微帶線(5)、第三微帶線(6)、第四微帶線(7)、第五微帶線(8)順次連接構成的微帶線，第二微帶線(5)、第三微帶線(6)、第四微帶線(7)、第五微帶線(8)呈矩形走勢連接形成勾型結構(34);中心位置加載有短路枝節的諧振器的上半部分由第六微帶線(9)、第七微帶線(10)、第八微帶線(11 )、第九微帶線(12)以及作為短路枝節的第十微帶線(13)構成的微帶線；八模式諧振器的上半部分包括順次連接的第十一微帶線(14)、第十二微帶線(15)、第十三微帶線(16)、第十四微帶線(17)，順次連接的第十五饋電線(18)、第十六微帶線(19)、第十七微帶線(20)、第十八微帶線(21)、第十九微帶線(22)，和順次連接的第二十微帶線(23)、第二十一微帶線(24)、第二十二諧振器(25)、第二十三微帶線(26)、第二十四微帶線(27)、第二十五微帶線(28)，第二十五微帶線(28)末端即上下對稱電路結構的對稱軸上連接有作為短路枝節的第二十六微帶線(29);所述第二十四微帶線(27)還與第十七微帶線(20)、第十八微帶線(21)之間的連接端連接。3.根據權利要求2所述的可用于四個無線通信頻段系統的小型化四通帶平面濾波器，其特征在于:第六微帶線(9)、第七微帶線(10)、第八微帶線(11)、第九微帶線(12)順次呈矩形走勢連接形成勾型結構，作為短路枝節的第十微帶線(13)加載在第九微帶線(12)的末端即上下對稱電路結構的對稱軸上。4.根據權利要求1所述的可用于四個無線通信頻段系統的小型化四通帶平面濾波器，其特征在于；上層微帶結構的電路的拓撲結構中具有四個枝節耦合區域(30~33)，用來調節通頻帶的帶寬，分別為第一耦合區域(30)、第二耦合區域(31)、第三耦合區域(32)和第四耦合區域(33);第一耦合區域(30)包括第十四微帶線(17)和第十五微帶線(18);第二耦合區域(31)包括第十九微帶線(22)及與第十九微帶線(22)對稱的部分；第三耦合區域(32)與第一耦合區域(30)上下對稱；第四耦合區域(33)包括第六微帶線(9)及與第六微帶線(9)對稱的部分； 通過調節這四個耦合區域的耦合強度，可調節通頻帶的帶寬；耦合強度的大小可通過調節第一耦合區域(30)中第十四微帶線(17)和第十五微帶線(18)的間距和長度、第二耦合區域(31)中第十九微帶線(22)和與第十九微帶線(22)對稱的下部分微帶線間的間距和長度、第四耦合區域(33)中第六微帶線(9)和與第六微帶線(9)對稱的下部分微帶線間的間距和長度來控制，第三耦合區域(32)和第一耦合區域(30)上下對稱，調節的原理相同。5.根據權利要求1所述的可用于四個無線通信頻段系統的小型化四通帶平面濾波器，其特征在于所述勾型結構(34)中第四微帶線(7)和與第四微帶線(7)對稱的微帶線之間形成源負載耦合。
【專利摘要】本發明公開了可用于四個無線通信頻段系統的小型化四通帶平面濾波器，其上層微帶結構包括兩個諧振器、輸入輸出端口及饋電線，兩個諧振器分別為八模式諧振器和中心位置加載有短路枝節的諧振器，八模式諧振器用于產生八個諧振模式，其中四個相同的諧振模式通過引入諧振器枝節間的耦合分離開來，形成一個帶寬較寬的通頻帶，用來覆蓋5G？Wi-Fi頻段，剩余四個諧振模式分別用來覆蓋DCS頻段和WLAN頻段，從而形成了三個通頻帶；位于饋電線一側的所述中心位置加載有短路枝節的諧振器用于產生兩個諧振頻率，形成另外一個通帶。本發明可用于各類射頻前端系統中，相比于目前的平面濾波器而言，更有利于器件的集成化和小型化。
【IPC分類】H01P1/203
【公開號】CN105048038
【申請號】CN201510517415
【發明人】趙小蘭, 張垚, 章秀銀
【申請人】華南理工大學
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年8月21日