一種平面三模寬帶帶通濾波器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及無線通信中的射頻濾波器領域,具體涉及一種具有高通帶選擇性的平面三模寬帶帶通濾波器。
【背景技術】
[0002]隨著無線通信技術的不斷發展,在小型化的無線局域網和家庭網絡之間進行高速數據共享及傳輸的需求越來越重要,這使得短距離的寬帶無線通信成為未來無線通信發展的重要發展方向。寬帶通信是一種無載波通信,能夠在較寬的頻譜上傳輸極低功率的信號,具有傳輸速率高,抗干擾能力強,功率低,系統結構簡單等諸多優勢。
[0003]由于寬帶通信具有的優良特點和廣泛應用前景,與寬帶通信有關的部件及系統研制得到迅速發展,作為寬帶通信系統中的關鍵器件之一,寬帶濾波器也得到國內外工業界和學術界廣泛關注。目前針對寬帶濾波器的設計方法主要分為兩大類:高通、低通濾波器級聯設計以及基于多模諧振器設計。其中,通過將高通濾波器和低通濾波器級聯設計寬帶濾波器,級聯后電路尺寸偏大,并且由級聯帶來的通帶插入損耗也會隨之變大,不利于實際系統中高集成和低損耗的需求。2005年祝雷等學者首次提出基于階梯阻抗諧振器的三模諧振技術并應用在超寬帶濾波器設計中,其后,基于多模諧振器的寬帶濾波器設計方法被不斷提出。發明專利CN103187601A中公開了一種基于多枝節加載方形諧振環的多模寬帶濾波器,通過加載枝節控制實現了三模寬帶諧振特性,寬帶帶通濾波器具有良好的通帶傳輸和反射特性,但是整個通帶的選擇性非常平緩,應用到實際寬帶通信系統中容易和鄰近頻率信號產生干擾;專利號為CN103855450A的發明專利提出了一種基于四模環形諧振器的微帶寬帶濾波器,在濾波器通帶頻率范圍內具有四個諧振模式,環形結構在通帶上下兩側各引入一個傳輸零點,極大的提高了通帶的選擇性,但所實現的寬帶濾波器通帶內回波損耗僅優于_8dB,造成通帶內傳輸損耗波動較大,不利于寬帶信號的均勻平坦傳輸。
【發明內容】
[0004]為解決現有技術中的不足,本發明提供一種平面三模寬帶帶通濾波器,解決了現有寬帶濾波器實現方案中三模諧振傳輸以及濾波器高通帶選擇性問題。
[0005]為了實現上述目標,本發明采用如下技術方案:一種平面三模寬帶帶通濾波器,包括底層金屬地板、中間層介質基板以及上層金屬電路,其特征在于:上層金屬電路包括第一饋電網絡、環形三模諧振器電路和第二饋電網絡;所述第一饋電網絡由均勻傳輸線四、均勻傳輸線六和均勻傳輸線七組成,所述均勻傳輸線四的一端與外部電路相連,另一端與均勻傳輸線六和均勻傳輸線七相連,均勻傳輸線六和均勻傳輸線七平行;
所述第二饋電網絡由均勻傳輸線五、均勻傳輸線八和均勻傳輸線九組成,均勻傳輸線五的一端與外部電路相連,另一端與均勻傳輸線八和均勻傳輸線九相連,傳輸線八和均勻傳輸線九平行;
所述環形三模諧振器電路包括均勻傳輸線十、均勻傳輸線十一、均勻傳輸線十二、均勻傳輸線十三、均勻傳輸線十四、均勻傳輸線十五和均勻傳輸線十六;所述均勻傳輸線十二、均勻傳輸線十三、均勻傳輸線十四、均勻傳輸線十五構成矩形環,所述均勻傳輸線十六與均勻傳輸線十二相連并位于三模諧振器的對稱面上;所述均勻傳輸線十與均勻傳輸線十二的一端相連,并位于均勻傳輸線六和均勻傳輸線七之間;所述均勻傳輸線十一與均勻傳輸線十二的另一端相連,并位于均勻傳輸線八和均勻傳輸線九之間;
均勻傳輸線十、均勻傳輸線十一、均勻傳輸線十三、均勻傳輸線十四和均勻傳輸線十六的長度相同,均勻傳輸線十二和均勻傳輸線十五的長度小于均勻傳輸線十六的0.5倍長度;
前述的一種平面三模寬帶帶通濾波器,其特征是:所述三模諧振器的對稱面為與均勻傳輸線十二垂直并位于均勻傳輸線十二中間的平面。
[0006]前述的一種平面三模寬帶帶通濾波器,其特征是:所述均勻傳輸線十、均勻傳輸線六和均勻傳輸線七三者相互平行,與均勻傳輸線四一起構成第一輸入/輸出端口的耦合饋電網絡;所述第一輸入/輸出端口位于均勻傳輸線四與外部電路的連接處。
[0007]前述的一種平面三模寬帶帶通濾波器,其特征是:所述均勻傳輸線十一、均勻傳輸線八和均勻傳輸線九三者互相平行,與均勻傳輸線五一起構成第二輸入/輸出端口的耦合饋電網絡;所述第二輸入/輸出端口位于均勻傳輸線五與外部電路的連接處。
[0008]本發明所達到的有益效果:
1、結構簡單,尺寸緊湊,本發明由耦合饋電網絡和三模諧振器構成,諧振器結構簡單,電路尺寸小;
2、諧振模式易于控制,本發明采用枝節加載三模諧振器實現寬帶濾波器設計,可以在寬帶通帶頻率范圍內具有三個諧振模式,通帶內具有更好的傳輸和反射特性。
[0009]3、高通帶選擇特性,本發明中的環形三模諧振器,其環形雙路徑結構可以在通帶的下側產生一個傳輸零點,對稱面上加載的開路枝節可以在通帶的上側引入一個傳輸零點,兩個零點極大的提高了寬帶濾波器的通帶選擇性。
[0010]4、易集成,本發明中的寬帶濾波器采用平面電路結構,容易集成。
[0011]5、低成本,該發明所設計的寬帶濾波器結構僅由單層介質板外加上下兩層金屬面構成,因此可以采用傳統的PCB加工工藝,板材成本和加工成本低。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發明寬帶濾波器的結構示意圖;
圖2是本發明寬帶濾波器的上層微帶結構示意圖;
圖3是本發明寬帶濾波器實施例1的三模諧振器在弱耦合激勵時的頻率響應曲線示意圖;
圖4是本發明實施例1寬帶濾波器的頻率響應曲線示意圖。
[0013]圖5是本發明寬帶濾波器實施例2的三模諧振器在弱耦合激勵時的頻率響應曲線示意圖;
圖6是本發明實施例2寬帶濾波器的頻率響應曲線示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖對本發明作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發明的技術方案,而不能以此來限制本發明的保護范圍。
[0015]如圖1所示,本發明的平面三模寬帶帶通濾波器,包括底層金屬地板1、中間層介質基板2以及上層金屬電路3 ;
上層金屬電路3包括第一饋電網絡、環形三模諧振器電路和第二饋電網絡;所述第一饋電網絡由均勻傳輸線四4、均勻傳輸線六6和均勻傳輸線七7組成,均勻傳輸線四4的一端與外部電路相連,另一端與均勻傳輸線六6和均勻傳輸線七7相連;所述第二饋電網絡由均勻傳輸線五5、均勻傳輸線八8和均勻傳輸線九9組成,均勻傳輸線五5的一端與外部電路相連,另一端與均勻傳輸線八8和均勻傳輸線九9相連;環形三模諧振器電路由均勻傳輸線十10、均勻傳輸線十一 11、均勻傳輸線十二 12、均勻傳輸線十三13、均勻傳輸線十四14、均勻傳輸線十五15和均勻傳輸線十六16組成。
[0016]均勻傳輸線十二 12、均勻傳輸線十三13、均勻傳輸線十四14、均勻傳輸線十五15構成矩形環,均勻傳輸線十六16與均勻傳輸線十二 12相連并位于三模諧振器的對稱面上;均勻傳輸線十10與均勻傳輸線十二 12 —端相連,并位于均勻傳輸線六6和均勻傳輸線七7之間;所述均勻傳輸線十