專利名稱：低插損寬阻帶緊湊微帶諧振單元低通濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低通濾波器，可應(yīng)用于混頻系統(tǒng)的中頻濾波器，該濾波器能夠有 效的濾除本振及射頻信號的諧波以及雜散信號。
背景技術(shù)：
隨著電子技術(shù)的發(fā)展，在雷達、微波、通信等應(yīng)用系統(tǒng)中多頻率工作越來越普 遍，對分隔頻率的要求也相應(yīng)提高，需要使用大量的高性能濾波器。因此濾波器在微 波及毫米波電路中有著廣泛的應(yīng)用。在低頻段的應(yīng)用中，集總參數(shù)濾波器有著良好的
表現(xiàn)，但是隨著頻率升高到微波頻段以上，集總參數(shù)元件(電容、電感)的Q值急劇 下降，造成濾波器的插入損耗太大，這時就必須用分布參數(shù)元件來代替集總參數(shù)元件， 但是分布參數(shù)元件濾波器的尺寸一般較大，因此有必要減小微波毫米波電路濾波器的 尺寸。
目前，緊湊微帶諧振單元(CMRC)低通濾波器以其結(jié)構(gòu)緊湊而受到了越來越多的 關(guān)注。但是，現(xiàn)有的CMRC低通濾波器在低通頻帶的插入損耗較高或者阻帶相對帶寬太 窄，在對濾波要求較高的一些應(yīng)用系統(tǒng)中(如混頻系統(tǒng))，無法滿足其要求。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題為了克服現(xiàn)有的CMRC低通濾波器插入損耗較高，阻帶相對帶寬較 窄等不足，本發(fā)明提供了一種低插損寬阻帶緊湊微帶諧振單元低通濾波器。該濾波器
在0-2GHz低通頻帶的最插入損耗僅為0.37dB,另外低于-10dB的阻帶頻率范圍為 3-18.2GHz(143%)，低于-20dB的阻帶頻率范圍為3.7-16.3GHz (126%)，可以對帶外諧 波及雜散信號進行有效的抑制。
技術(shù)方案本發(fā)明的低插損寬阻帶緊湊微帶諧振單元低通濾波器，包括介質(zhì)板 和位于介質(zhì)板上的微帶饋電端口、微帶饋線、低阻開路短截線、交叉十字微帶線以及 漸變梯形諧振單元，其特征在于該微帶諧振單元呈左右和上下對稱結(jié)構(gòu)，上下兩個 漸變梯形諧振單元由中間的交叉十字微帶線相連接，其中，交叉十字微帶線左邊的部分通過低阻開路短截線接微帶饋線，微帶饋線的外端為微帶饋電端口；經(jīng)過左右兩個 低阻開路短截線對上下兩個漸變梯形諧振單元特性進行調(diào)諧，最終通過微帶饋電端口 實現(xiàn)與外界的連接。
漸變梯形諧振單元呈現(xiàn)三級階梯狀，可有效增加低通濾波器相對阻帶帶寬。其用 途是作為混頻器后的中頻濾波器，對于4.8GHz的本振信號，能夠有效濾除本振信 號及其三次諧波信號。
本發(fā)明采用新型的緊湊微帶諧振單元，在加工工藝允許的范圍內(nèi)，可以通過減小 十字交叉微帶線的寬度來減小通帶內(nèi)的插入損耗。另外，在一定的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)漸變梯 形貼片寬度來獲得較大的阻帶相對寬度。在選定十字交叉微帶線以及梯形貼片的寬度 后，繼續(xù)調(diào)節(jié)中間交叉微帶線的長度可獲的所需的低通頻率范圍。通過商用3D仿真軟 件HFSS的幫助，可以在所需的頻率范圍內(nèi)實現(xiàn)良好的低通特性，以及實現(xiàn)對帶外可觀 的抑制效果。
有益效果:本發(fā)明的透點是在減小低通頻帶插入損耗的同時，達到展寬低通濾 波器相對阻帶帶寬的目的。另外由于該低通濾波器的尺寸很小，易于與與微波單片集 成電路(固ICs)及其它有源電路集成，結(jié)構(gòu)簡單。


下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明做出詳細描述
圖l是本發(fā)明的低通濾波器的3維整體效果圖。
圖2是本發(fā)明的低通濾波器的平面結(jié)構(gòu)圖。
圖3是該濾波器的S參數(shù)仿真及測試結(jié)果。 以上的圖中有介質(zhì)板l、微帶饋電端口2、微帶饋線3、低阻開路短截線4、交叉十字 微帶線5、漸變梯形諧振單元6;縱向十字微帶線線長度L、漸變梯形諧振單元長度L2、 橫向十字微帶線線長度L:i、橫向十字微帶線線寬度W,、縱向十字微帶線線寬度W2、漸變 梯形諧振單元寬度W:,、低阻開路短截線寬W4。
具體實施例方式
本發(fā)明的低插損寬阻帶緊湊微帶諧振單元低通濾波器包括介質(zhì)板1和位于介質(zhì)板 1上的微帶饋電端口 2、微帶饋線3、低阻開路短截線4、交叉十字微帶線5以及漸變 梯形諧振單元6，其特征在于該微帶諧振單元呈左右和上下對稱結(jié)構(gòu)，上下兩個漸變梯形諧振單元6由中間的交叉十字微帶線5相連接，其中，交叉十字微帶線5左邊 的部分通過低阻開路短截線4接微帶饋線3，微帶饋線3的外端為微帶饋電端口 2; 經(jīng)過左右兩個低阻開路短截線4對上下兩個漸變梯形諧振單元6特性進行調(diào)諧，最終 通過微帶饋電端口 2實現(xiàn)與外界的連接。
在圖2中，漸變梯形貼片呈電容特性，而諧振頻率/。=1/^,增大漸變貼片的 長度L2可以增加該微帶部分的單位長度分布電容，另外與邊沿微帶縫隙的減小同時增 大了邊沿耦合電容，從而導(dǎo)致其等效電容的增加，進而降低其諧振頻率，減小低通頻 率范圍，我們從中選擇合適的L2來獲得較寬的相對阻帶帶寬。中間十字交叉微帶線可 以等效為電感，增大交叉微帶線的長度(L和W2)導(dǎo)致其等效電感的增加，低通頻率范 圍的調(diào)節(jié)主要通過交叉微帶線的長度來實現(xiàn)。選擇合適的十字微帶線寬度W,和L,，可 以降低帶內(nèi)插入損耗。另外，兩個開路短截線可以提高該濾波器的帶外抑制情況。兩 端的微帶線為饋電端口，與50Q特征阻抗的SMA接頭相接。
參見圖3CMRC低通濾波器S參數(shù)特性曲線，仿真與實測結(jié)果基本一致。在0到2GHz 低通頻率范圍內(nèi)的最大插入損耗僅為O. 37dB，低于-10dB的阻帶頻率范圍為 3GHz-18. 2GHz,低于一20dB的阻帶頻率范圍為3. 7GHz-16. 3GHz,可見該低通濾波器具 有良好的低通及阻帶抑制作用。
權(quán)利要求
1.一種低插損寬阻帶緊湊微帶諧振單元低通濾波器，包括介質(zhì)板(1)和位于介質(zhì)板(1)上的微帶饋電端口(2)、微帶饋線(3)、低阻開路短截線(4)、交叉十字微帶線(5)以及漸變梯形諧振單元(6)，其特征在于該微帶諧振單元呈左右和上下對稱結(jié)構(gòu)，上下兩個漸變梯形諧振單元(6)由中間的交叉十字微帶線(5)相連接，其中，交叉十字微帶線(5)左邊的部分通過低阻開路短截線(4)接微帶饋線(3)，微帶饋線(3)的外端為微帶饋電端口(2)；經(jīng)過左右兩個低阻開路短截線(4)對上下兩個漸變梯形諧振單元(6)特性進行調(diào)諧，最終通過微帶饋電端口(2)實現(xiàn)與外界的連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低插損寬阻帶緊湊微帶諧振單元低通濾波器，其特 征在于漸變梯形諧振單元(6)呈現(xiàn)三級階梯狀，可有效增加低通濾波器相對阻帶 帶寬。
全文摘要
低插損寬阻帶緊湊微帶諧振單元低通濾波器包括介質(zhì)板(1)和位于介質(zhì)板(1)上的微帶饋電端口(2)、微帶饋線(3)、低阻開路短截線(4)、交叉十字微帶線(5)以及漸變梯形諧振單元(6)，該微帶諧振單元呈左右和上下對稱結(jié)構(gòu)，上下兩個漸變梯形諧振單元(6)由中間的交叉十字微帶線(5)相連接，其中，交叉十字微帶線(5)左邊的部分通過低阻開路短截線(4)接微帶饋線(3)，微帶饋線(3)的外端為微帶饋電端口(2)；經(jīng)過左右兩個低阻開路短截線(4)對上下兩個漸變梯形諧振單元(6)特性進行調(diào)諧，最終通過微帶饋電端口(2)實現(xiàn)與外界的連接。該濾波器具有良好的低通及阻帶衰減特性。所設(shè)計的CMRC金屬貼片部分的面積很小，具有體積小、易于集成等優(yōu)點。
文檔編號H01P1/203GK101662057SQ200910035380
公開日2010年3月3日 申請日期2009年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月23日
發(fā)明者張紅影, 徐金平 申請人:東南大學(xué)