三模耦合的強高頻側阻帶抑制微帶帶通濾波器及耦合方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種基于三模耦合的強高頻側阻帶抑制微帶帶通濾波器，適用于射頻收發系統的收發信道間的信號隔離。
【背景技術】
[0002]近年來，高性能的微波濾波器成為現代射頻微波集成電路中的重要器件之一，可用于實現有效頻段內的信號提取，濾除干擾信號，在很大程度上決定了整個集成電路的工作質量。其中小體積、低通帶插損、高阻帶反射、高頻率選擇性等性能是研究的重點方向。大量由平面諧振結構構成的微帶帶通濾波器被提出，減小了濾波器的體積并提高工作性能。為了進一步減小濾波器的尺寸，引入了多模諧振器，大幅減少了所需諧振器的數量。
[0003]隨著現代通信系統的飛速發展，通信頻帶占有率大幅上升，且對信號敏感度的要求也在不斷提高，給高性能的帶通濾波器的設計帶來了新的挑戰。在射頻收發共用系統中，信號在發射和接收通道中會出現相互干擾現象。
【發明內容】
[0004]為了克服現有技術的不足，實現射頻收發系統的收發信道間的信號隔離，本發明提出了一種基于三模耦合的強高頻側阻帶抑制微帶帶通濾波器及耦合方法。
[0005]該種基于三模耦合的強高頻側阻帶抑制微帶帶通濾波器，此濾波器包括基板以及基板上的微帶線結構，所述的微帶線結構包括L形彎折的左微帶饋線和右微帶饋線，雙模微帶諧振結構，單模微帶諧振結構；左微帶饋線和右微帶饋線左右對稱；所述的雙模微帶諧振結構和單模微帶諧振結構分別位于左右微帶饋線的上方和下方；位于上方的雙模微帶諧振結構包括半波長的U形微帶線結構和開路短枝節，開路短枝節由一微帶線和一方型結構組成，U形微帶線結構的中心點向上連接開路短枝節的微帶線；位于下方的單模微帶諧振結構包括H形阻抗變換微帶結構和S形的微帶線結構，H形阻抗變換微帶結構的中心點向上連接S形的微帶線結構。
[0006]所述S形的微帶線結構的末端直線部分置于L形彎折的微帶饋線和L形彎折的微帶饋線之間，并且與兩條L形彎折的微帶線的彎折段平行，從而實現信號能量在L形彎折的微帶饋線、單模微帶諧振結構、L形彎折的微帶饋線之間耦合傳輸。
[0007]所述S形的微帶線結構由兩個四分之一圓環、三個半橢圓環，通過直的微帶線連接組成，通過調節圓環和半橢圓環的內外半徑來減小阻抗失配，并且此S形的微帶線結構可大幅減小濾波器的總面積。
[0008]所述的U形微帶線結構的彎折處為一四分之一圓環微帶線，以減小傳輸損耗。
[0009]所述的雙模微帶諧振結構工作于奇偶模諧振模式，偶模諧振模式的等效諧振長度為偶模諧振頻率對應波長的二分之一，奇模諧振模式的等效諧振長度為奇模諧振頻率對應波長的二分之一。
[0010]所述的單模微帶諧振結構工作于偶模諧振模式，其等效諧振長度為偶模諧振頻率對應波長的二分之一。
[0011]所述的濾波器的三模耦合方法，當輸入信號從左微帶饋線或右微帶饋線輸入時，所述的雙模微帶諧振結構將激勵出奇模和偶模兩種模式，單模微帶諧振結構將激勵出偶模模式；一個奇模模式與兩個偶模模式獨立地與左微帶饋線和右微帶饋線進行能量耦合；大部分信號能量通過左微帶饋線或右微帶饋線耦合入奇模諧振模式與偶模諧振模式，并由奇模諧振模式與偶模諧振模式相應耦合入右微帶饋線或左微帶饋線輸出；小部分信號能量直接通過左微帶饋線和右微帶饋線進行耦合傳輸。
[0012]本發明的有益效果在于:本發明具有濾波器體積小，帶內平坦度高，高頻側阻帶抑制強，頻率選擇性強等優點，適用于射頻收發系統的收發通道間的隔離。第一、通過設計并調節所述S形的微帶線結構中的四分之一圓環和半橢圓環的內外半徑，可有效地減小阻抗失配；第二、所述濾波器的雙模微帶諧振結構和單模微帶諧振結構有效地減小了濾波器的整體尺寸；第二、所述濾波器實現了在通帶低頻側形成一個傳輸零點，在高頻側形成兩個傳輸零點，可實現低插入損耗、高的頻率選擇性和帶內平坦度，并在通帶高頻側實現強的阻帶抑制。
【附圖說明】
[0013]圖1是基于三模耦合的強高頻側阻帶抑制微帶帶通濾波器的結構圖；
圖2是基于三模耦合的強高頻側阻帶抑制微帶帶通濾波器的尺寸示意圖；
圖3是基于三模耦合的強高頻側阻帶抑制微帶帶通濾波器的頻率響應曲線圖；
附圖標記說明:1、左微帶饋線；2、右微帶饋線；3、雙模微帶諧振結構；4、單模微帶諧振結構；5、U形微帶線結構；6、開路短枝節；7、H形阻抗變換微帶結構；8、S形的微帶線結構；9、四分之一圓環微帶線結構。
具體實施方案
[0014]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明。
[0015]如圖1所示，一種基于三模耦合的強高頻側阻帶抑制微帶帶通濾波器，它包括基板以及基板上的微帶線結構，所述的微帶線結構包括L形彎折的左微帶饋線I和右微帶饋線2，雙模微帶諧振結構3，單模微帶諧振結構4 ;左微帶饋線I和右微帶饋線2左右對稱；所述的雙模微帶諧振結構3和單模微帶諧振結構4分別位于左右微帶饋線的上方和下方；位于上方的雙模微帶諧振結構3包括半波長的U形微帶線結構5和開路短枝節6，開路短枝節6由一微帶線和一方型結構組成，U形微帶線結構5的中心點向上連接開路短枝節6的微帶線；位于下方的單模微帶諧振結構4包括H形阻抗變換微帶結構7和S形的微帶線結構8，H形阻抗變換微帶結構7的中心點向上連接S形的微帶線結構8。
[0016]所述S形的微帶線結構8的末端直線部分置于L形彎折的微帶饋線I和L形彎折的微帶饋線2之間，并且與兩條L形彎折的微帶線的彎折段平行，從而實現信號能量在L形彎折的微帶饋線1、單模微帶諧振結構4、L形彎折的微帶饋線2之間耦合傳輸。
[0017]所述S形的微帶線結構8由兩個四分之一圓環、三個半橢圓環，通過直的微帶線連接組成，通過調節圓環和半橢圓環的內外半徑來減小阻抗失配，并且此S形的微帶線結構可大幅減小濾波器的總面積。
[0018]所述的U形微帶線結構5的彎折處為一四分之一圓環微帶線9，以減小傳輸損耗。
[0019]所述的雙模微帶諧振結構3工作于奇偶模諧振模式，偶模諧振模式的等效諧振