專(zhuān)利名稱(chēng)：低通濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及濾波器，尤其涉及ー種低通濾波器。
背景技術(shù)：
濾波器作為電子信號(hào)處理系統(tǒng)中的關(guān)鍵器件，具有通過(guò)有用信號(hào)和抑制干擾信號(hào)的作用。在電路設(shè)計(jì)中，一般會(huì)在傳送放大器之后，加入一個(gè)低通濾波器來(lái)抑制傳送放大器的二倍頻諧波和三倍頻諧波。然而，如何設(shè)計(jì)ー款可抑制二倍頻諧波和三倍頻諧波的低通濾波器是當(dāng)前一大挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上內(nèi)容，有必要提供ー種低通濾波器，可抑制二倍頻諧波和三倍頻諧波。本發(fā)明實(shí)施方式中提供的低通濾波器，包括第一端ロ、第二端ロ、信號(hào)傳輸線、兩個(gè)開(kāi)路傳輸線、第一耦合傳輸線及第ニ耦合傳輸線。信號(hào)傳輸線連接于第一端ロ與第二端ロ之間，用于將射頻信號(hào)從第一端ロ傳輸至第二端ロ，所述信號(hào)傳輸線的相對(duì)兩側(cè)分別為第一側(cè)與第二側(cè)。兩個(gè)開(kāi)路傳輸線位于所述信號(hào)傳輸線的第一側(cè)且分別垂直連接于所述信號(hào)傳輸線上靠近所述第一端ロ與所述第二端ロ處，所述兩個(gè)開(kāi)路傳輸線與所述信號(hào)傳輸線之間形成T形間隙。第一耦合傳輸線與所述信號(hào)傳輸線平行且設(shè)置于所述T形間隙內(nèi)，所述第一耦合傳輸線設(shè)有第一孔。第二耦合傳輸線與所述信號(hào)傳輸線平行且位于所述信號(hào)傳輸線的第二側(cè)，所述第二耦合傳輸線設(shè)有第二孔。優(yōu)選地，兩個(gè)開(kāi)路傳輸線包括第一開(kāi)路傳輸線與第二開(kāi)路傳輸線。第一開(kāi)路傳輸線包括呈矩形的第一連接部與呈矩形的第一開(kāi)路部，所述第一連接部垂直連接于所述信號(hào)傳輸線與所述第一開(kāi)路部之間，所述第一連接部的寬度比所述第一開(kāi)路部的寬度窄。第二開(kāi)路傳輸線包括呈矩形的第二連接部與呈矩形的第二開(kāi)路部，所述第二連接部垂直連接于所述信號(hào)傳輸線與所述第二開(kāi)路部之間，所述第二連接部的寬度比所述第二開(kāi)路部的寬度窄。其中，所述第一連接部、所述第二連接部與所述信號(hào)傳輸線之間形成第一間隙；所述第一開(kāi)路部與所述第二開(kāi)路部相對(duì)形成第二間隙。所述第一間隙與所述第二間隙共同構(gòu)成所述T形間隙。優(yōu)選地，所述信號(hào)傳輸線包括依次連接的第一匹配部、主信號(hào)傳輸部及第ニ匹配部，所述第一匹配部連接于所述第一端ロ與所述主信號(hào)傳輸部之間，所述第二匹配部連接于所述第二端ロ與所述主信號(hào)傳輸部之間。優(yōu)選地，所述第一匹配部由不少于三段的不同寬度微帶組成，微帶寬度由所述第一端ロ向所述主信號(hào)傳輸部逐漸變窄，以達(dá)到阻抗匹配的效果；所述第二匹配部由不少于三段的不同寬度微帶組成，微帶寬度由所述主信號(hào)傳輸部向所述第二端ロ逐漸變寬，以達(dá)到阻抗匹配的效果。優(yōu)選地，所述第一孔設(shè)置于所述第一耦合線的兩端之一或中部，所述第二孔設(shè)置于所述第二耦合線的兩端之一或中部。優(yōu)選地，所述第一孔設(shè)置于所述第一耦合線上靠近所述第二端口的一端，所述第二孔設(shè)置于所述第二耦合線上靠近所述第一端口的一端。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)施方式中的低通濾波器通過(guò)信號(hào)傳輸線、第一開(kāi)路傳輸線、第二開(kāi)路傳輸線共同形成n型濾波器，可有效抑制二倍頻諧波，還通過(guò)設(shè)有第一孔的第一耦合傳輸線與設(shè)有第二孔的第二耦合傳輸線，可有效抑制三倍頻諧波。


圖I為本發(fā)明低通濾波器一實(shí)施方式的示意圖。圖2為本發(fā)明低通濾波器另一實(shí)施方式的示意圖。圖3為本發(fā)明低通濾波器又一實(shí)施方式的示意圖。圖4為本發(fā)明低通濾波器又一實(shí)施方式的示意圖。圖5為本發(fā)明低通濾波器又一實(shí)施方式的示意圖。圖6為本發(fā)明低通濾波器又一實(shí)施方式的示意圖。圖7為本發(fā)明低通濾波器的型濾波器一實(shí)施方式的示意圖。圖8為本發(fā)明低通濾波器一實(shí)施方式的等效電路圖。圖9為本發(fā)明低通濾波器一實(shí)施方式的尺寸圖。圖10為本發(fā)明低通濾波器的型濾波器一實(shí)施方式的諧波抑制效果圖。圖11為本發(fā)明低通濾波器一實(shí)施方式的諧波抑制效果圖。主要元件符號(hào)說(shuō)明低通濾波器 100信號(hào)傳輸線 10第一端口11第二端口12第一匹配部 13第二匹配部 14主信號(hào)傳輸部15第一側(cè)101第二側(cè)102第一開(kāi)路傳輸線21第一連接部 211第一開(kāi)路部 212第二開(kāi)路傳輸線22第二連接部 221第二開(kāi)路部222第一 I禹合傳輸線 31第一孔31a第二稱(chēng)合傳輸線 32第二孔32a
T形間隙40第一間隙41第二間隙4具體實(shí)施例方式圖I是本發(fā)明低通濾波器100 —實(shí)施方式的示意圖。在本實(shí)施方式中，低通濾波器100包括第一端ロ 11、第二端ロ 12、信號(hào)傳輸線10、第一開(kāi)路傳輸線21、第二開(kāi)路傳輸線22、第一f禹合傳輸線31、第二f禹合傳輸線32。信號(hào)傳輸線10連接于第一端ロ 11與第二端ロ 12之間，用于將射頻信號(hào)從第一端ロ 11傳輸至第二端ロ 12。為描述的方便，將信號(hào)傳輸線10的相對(duì)兩側(cè)分別定義為第一側(cè)101與第二側(cè)102。
在本發(fā)明實(shí)施方式中，信號(hào)傳輸線10包括依次連接的第一匹配部13、主信號(hào)傳輸部15及第ニ匹配部14。第一匹配部13連接于第一端ロ 11與主信號(hào)傳輸部15之間，第一匹配部13由不少于三段的不同寬度微帶組成，微帶寬度由第一端ロ 11向主信號(hào)傳輸部15逐漸變窄，以達(dá)到阻抗匹配的效果。第二匹配部14連接于第二端ロ 12與主信號(hào)傳輸部15之間，第二匹配部14由不少于三段的不同寬度微帶組成，微帶寬度由主信號(hào)傳輸部15向第ニ端ロ 12逐漸變寬，以達(dá)到阻抗匹配的效果。舉例來(lái)說(shuō)，第一端ロ 11與第二端ロ 12的阻抗一般為50歐姆(Ohm)，而主信號(hào)傳輸部15的阻抗一般為90歐姆。根據(jù)微帶線寬度越寬，則其阻抗越小，微帶線越窄，則其阻抗越大的原理，第一匹配部13通過(guò)微帶寬度由第一端ロ 11向主信號(hào)傳輸部15逐漸變窄，將阻抗由50歐姆逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)?0歐姆。同理，第二匹配部14可通過(guò)微帶寬度由主信號(hào)傳輸部15向第二端ロ 12逐漸變寬，將阻抗由90歐姆逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)?0歐姆。在本實(shí)施方式中，所述匹配部13或14的微帶線寬度的變化是圖I所示的階梯式的。根據(jù)上述原理，本領(lǐng)域一般技術(shù)人員可以用其它的實(shí)施方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如所述匹配部13或14可以是梯形或三角形。第一開(kāi)路傳輸線21與第二開(kāi)路傳輸線22位于信號(hào)傳輸線10的第一側(cè)101且分別垂直連接于信號(hào)傳輸線10上靠近第一端ロ 11與第二端ロ 12處。第一開(kāi)路傳輸線21、第ニ開(kāi)路傳輸線22及信號(hào)傳輸線10之間共同形成T形間隙40。在本發(fā)明實(shí)施方式中，所述T形間隙40由矩形的第一間隙41與垂直連通于所述第一間隙41中部的第二間隙42共同形成。第一開(kāi)路傳輸線21包括呈矩形的第一連接部211與呈矩形的第一開(kāi)路部212。第一連接部211垂直連接于信號(hào)傳輸線10與第一開(kāi)路部212之間，第一連接部211的寬度比第一開(kāi)路部212的寬度窄。第二開(kāi)路傳輸線22包括呈矩形的第二連接部221與呈矩形的第二開(kāi)路部222。第ニ連接部221垂直連接于信號(hào)傳輸線10與第二開(kāi)路部222之間，第二連接部221的寬度比第二開(kāi)路部222的寬度窄。第一連接部211、第二連接部221與信號(hào)傳輸線10之間形成第一間隙41。第一開(kāi)路部212與第二開(kāi)路部222之間形成第二間隙42。第一耦合傳輸線31與信號(hào)傳輸線10平行且設(shè)置于第一間隙41內(nèi)。第一耦合傳輸線31設(shè)有第一孔31a。在本實(shí)施方式中,所述第一孔31a可設(shè)置于第一稱(chēng)合傳輸線31上靠近第二端口 12的一端。第二耦合傳輸線32與信號(hào)傳輸線10平行且位于信號(hào)傳輸線10的第二側(cè)102。第二率禹合傳輸線32設(shè)有第二孔32a。在本實(shí)施方式中,所述第二孔32a設(shè)置于第二稱(chēng)合傳輸線32上靠近第一端口 11的一端。應(yīng)當(dāng)注意的是，圖I中的低通濾波器100僅為本發(fā)明的一種較佳實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員依本案發(fā)明精神可作等效修飾或變化，如圖2-6所示，本領(lǐng)域技術(shù)人員可將圖I中的第一孔31a設(shè)置于第一稱(chēng)合傳輸線31的兩端之一或中部,第二孔32a設(shè)置于第二稱(chēng)合傳輸 線32的兩端之一或中部。在低通濾波器100中,通過(guò)信號(hào)傳輸線10、第一開(kāi)路傳輸線21、第二開(kāi)路傳輸線22共同形成如圖7所示的型濾波器，可有效抑制二倍頻諧波。另外，通過(guò)設(shè)有第一孔31a的第一耦合傳輸線31與設(shè)有第二孔32a的第二耦合傳輸線32，本發(fā)明低通濾波器100可以有效抑制三倍頻諧波。圖8是本發(fā)明低通濾波器的等效電路圖。在本實(shí)施方式中，圖I中主信號(hào)傳輸部15可為阻抗值為90歐姆的微帶線。圖I中第一端口 11與第二端口 12即為圖8中的第一端口 Pl與第二端口 P2，其阻抗值均為50歐姆。圖I中第一匹配部13可等效為圖8中第一電感LI,第一電感LI連接于第一端口 Pl與主信號(hào)傳輸部15之間,第一電感LI可產(chǎn)生阻抗變化效果，以達(dá)到阻抗匹配效果。圖I中的第二匹配部14可等效為圖8中第二電感L2，第二電感L2連接于主信號(hào)傳輸部15與第二端口 P2之間，第二電感L2可產(chǎn)生阻抗變化效果，以達(dá)到阻抗匹配效果。圖I中第一開(kāi)路傳輸線21可等效為圖8中第一電容Cl，第一電容Cl 一端通過(guò)節(jié)點(diǎn)nl連接于主信號(hào)傳輸部15，另一端接地，故，第一電容Cl可通過(guò)節(jié)點(diǎn)nl將主信號(hào)傳輸部15上傳輸?shù)亩额l諧波耦合到地，從而抑制二倍頻諧波。圖I中第二開(kāi)路傳輸線22可等效為圖8中第二電容C2，第二電容C2 —端通過(guò)節(jié)點(diǎn)n2連接于主信號(hào)傳輸部15，另一端接地，故，第二電容C2可通過(guò)節(jié)點(diǎn)n2將主信號(hào)傳輸部15上傳輸?shù)亩额l諧波耦合到地，從而抑制二倍頻諧波。圖I中設(shè)有第一孔31a的第一耦合傳輸線31可等效為圖8中串連在節(jié)點(diǎn)n3與地之間的第三電容C3與第三電感L3，第三電容C3與第三電感L3可通過(guò)節(jié)點(diǎn)n3將主信號(hào)傳輸部15上傳輸?shù)娜额l諧波耦合到地，從而抑制三倍頻諧波。圖I中設(shè)有第二孔32a的第二耦合傳輸線32可等效為圖8中串連在節(jié)點(diǎn)n4與地之間的第四電容C4與第四電感L4，第四電容C4與第四電感L4可通過(guò)節(jié)點(diǎn)n4將主信號(hào)傳輸部15上傳輸?shù)娜沃C波耦合到地，從而抑制三倍頻諧波。圖9是本發(fā)明低通濾波器100 —實(shí)施方式的尺寸圖。在本發(fā)明一具體實(shí)施例中，第一匹配部13與第二匹配部14關(guān)于主信號(hào)傳輸部15的中垂線呈軸對(duì)稱(chēng)，故僅描述第一匹配部13的尺寸，第一匹配部13的寬度先由34mil變?yōu)?8mil，再變?yōu)?2mil，其中寬度為34mil、18mil、12mil的長(zhǎng)度分別為15mil、17mil、17mil。第一開(kāi)路傳輸線21與第二開(kāi)路傳輸線22的長(zhǎng)度均為173mil，寬度均為(34+66)mil。第一、二開(kāi)路傳輸線21、22的第一、二開(kāi)路部212、222的長(zhǎng)度為129mil。第一耦合傳輸線31的長(zhǎng)度為151mil，寬度為28mil。第一孔31a的圓心離第二連接部221的距離為20mil。第二耦合傳輸線32的長(zhǎng)度為151mil，寬度為28mil，離信號(hào)傳輸線10的距離為(36-28)mil，第二孔32a的圓心離第二耦合傳輸線32的較近一端的距離為lOmil。圖10是本發(fā)明低通濾波器100的π型濾波器(如圖7所示)ー實(shí)施方式的諧波抑制效果圖。在本實(shí)施方式中，本發(fā)明的低通濾波器100的如圖7所示的π型濾波器應(yīng)用于3. 5GHz的WiMAX頻段，通信行規(guī)中工作頻率(3.5GHz)的反射損耗(Return Loss)要在-IOdB以下,二倍頻諧波(7. 5GHz)的插入損耗(Insertion Loss)要在-40db以下,三倍頻諧波(10.5GHz)的插入損耗要在-20db以下。圖10中SI代表反射損耗曲線圖，S2代表摘入損耗曲線圖。從圖10中SI可以明顯看出，當(dāng)工作頻率X = 3. 5GHz時(shí)反射損耗Y在-IOdB以下，說(shuō)明3. 5GHz的射頻信號(hào)可以在第一端ロ 11與第二端ロ 12之間傳遞；當(dāng)工作頻率X = 7. 5-10. 5GHz時(shí)反射損耗Y約等于OdB，說(shuō)明7. 5-10. 5GHz射頻信號(hào)并不能在第一端ロ 11與第二端ロ 12之間傳遞。 從圖10中S2可以明顯看出，當(dāng)工作頻率X = 3.6GHz時(shí)插入損耗Y = -0. 44，并不會(huì)對(duì)工作頻段3. 5GHz附近頻段造成抑制；當(dāng)工作頻率X = 6. 80-7. 2GHz時(shí)插入損耗Y=-49. 69-55. 89GHz，此時(shí)插入損耗均在_40db以下，說(shuō)明可有效抑制6. 80-7. 2GHz之間的二倍頻諧波。當(dāng)工作頻率X = 10. 20-10. 80GHz時(shí)插入損耗Y = -10. 72-4. 45GHz，此時(shí)插入損耗均在_20db以上，說(shuō)明并不能有效抑制10. 20-10. 80GHz之間的三倍頻諧波。總的來(lái)說(shuō)，圖7中的π型濾波器結(jié)構(gòu)可以有效抑制二倍頻諧波，但并不能有效抑制三倍頻諧波。圖11是本發(fā)明低通濾波器100(如圖I所示)ー實(shí)施方式的諧波抑制效果圖。在本實(shí)施方式中，本發(fā)明的低通濾波器100應(yīng)用于3. 5Ghz的WiMAX頻段。圖11中S3代表反射損耗曲線圖，S4代表插入損耗曲線圖。從圖11中S3可以明顯看出，當(dāng)工作頻率X = 3. 5GHz時(shí)反射損耗Y在-IOdB以下，說(shuō)明3. 5GHz的射頻信號(hào)可以在第一端ロ 11與第二端ロ 12之間傳遞；當(dāng)工作頻率X = 7. 5-10. 5GHz時(shí)反射損耗Y約等于OdB，說(shuō)明7. 5-10. 5GHz射頻信號(hào)并不能在第一端ロ 11與第二端ロ 12之間傳遞。從圖11中S4的可以明顯看出，當(dāng)工作頻率X = 3. 6GHz時(shí)插入損耗Y = -0. 37db，并不會(huì)對(duì)工作頻段3. 5GHz附近頻段造成抑制；當(dāng)工作頻率X = -6. 80-7. 20GHz時(shí)插入損耗Y = -55. 94-59. 97GHz，此時(shí)插入損耗均在在-40db以下，說(shuō)明有效地抑制了二倍頻諧波。當(dāng)工作頻率X = 10. 20-10. 80GHz時(shí)插入損耗Y = -33. 75-24. 98GHz，此時(shí)插入損耗均在-20db以下，說(shuō)明有效地抑制了三倍頻諧波?？偟膩?lái)說(shuō)，圖I中的低通濾波器100不僅有效抑制ニ倍頻諧波，而且有效抑制三倍頻諧波。
權(quán)利要求
1.一種低通濾波器，包括第一端口與第二端口，其特征在于，還包括 信號(hào)傳輸線，連接于所述第一端口與所述第二端口之間，用于將射頻信號(hào)從所述第一端口傳輸至所述第二端口，所述信號(hào)傳輸線的相對(duì)兩側(cè)分別為第一側(cè)與第二側(cè)； 兩個(gè)開(kāi)路傳輸線，位于所述信號(hào)傳輸線的第一側(cè)且分別垂直連接于所述信號(hào)傳輸線上靠近所述第一端口與所述第二端口處，所述兩個(gè)開(kāi)路傳輸線與所述信號(hào)傳輸線之間形成T形間隙； 第一耦合傳輸線，與所述信號(hào)傳輸線平行且設(shè)置于所述T形間隙內(nèi)，所述第一耦合傳輸線設(shè)有第一孔 '及 第二耦合傳輸線，與所述信號(hào)傳輸線平行且位于所述信號(hào)傳輸線的第二側(cè)，所述第二耦合傳輸線設(shè)有第二孔。
2.如權(quán)利要求I所述的低通濾波器，其特征在于，兩個(gè)開(kāi)路傳輸線包括 第一開(kāi)路傳輸線，包括呈矩形的第一連接部與呈矩形的第一開(kāi)路部，所述第一連接部垂直連接于所述信號(hào)傳輸線與所述第一開(kāi)路部之間，所述第一連接部的寬度比所述第一開(kāi)路部的寬度窄； 第二開(kāi)路傳輸線，包括呈矩形的第二連接部與呈矩形的第二開(kāi)路部，所述第二連接部垂直連接于所述信號(hào)傳輸線與所述第二開(kāi)路部之間，所述第二連接部的寬度比所述第二開(kāi)路部的寬度窄； 其中，所述第一連接部、所述第二連接部與所述信號(hào)傳輸線之間形成第一間隙；所述第一開(kāi)路部與所述第二開(kāi)路部之間形成第二間隙，所述第一間隙與所述第二間隙共同構(gòu)成所述T形間隙。
3.如權(quán)利要求I所述的低通濾波器，其特征在于，所述信號(hào)傳輸線包括依次連接的第一匹配部、主信號(hào)傳輸部及第二匹配部，所述第一匹配部連接于所述第一端口與所述主信號(hào)傳輸部之間，所述第二匹配部連接于所述第二端口與所述主信號(hào)傳輸部之間。
4.如權(quán)利要求3所述的低通濾波器，其特征在于，所述第一匹配部由不少于三段的不同寬度微帶組成，微帶寬度由所述第一端口向所述主信號(hào)傳輸部逐漸變窄，以達(dá)到阻抗匹配的效果；所述第二匹配部由不少于三段的不同寬度微帶組成，微帶寬度由所述主信號(hào)傳輸部向所述第二端口逐漸變寬，以達(dá)到阻抗匹配的效果。
5.如權(quán)利要求I所述的低通濾波器，其特征在于，所述第一孔設(shè)置于所述第一耦合線的兩端之一或中部，所述第二孔設(shè)置于所述第二耦合線的兩端之一或中部。
6.如權(quán)利要求5所述的低通濾波器，其特征在于，所述第一孔設(shè)置于所述第一耦合線上靠近所述第二端口的一端，所述第二孔設(shè)置于所述第二耦合線上靠近所述第一端口的一端。
全文摘要
一種低通濾波器，包括信號(hào)傳輸線、兩個(gè)開(kāi)路傳輸線、第一耦合傳輸線及第二耦合傳輸線。信號(hào)傳輸線連接于第一端口與第二端口之間，用于將射頻信號(hào)從第一端口傳輸至第二端口。信號(hào)傳輸線的相對(duì)兩側(cè)分別為第一側(cè)與第二側(cè)。兩個(gè)開(kāi)路傳輸線位于信號(hào)傳輸線的第一側(cè)且分別垂直連接于信號(hào)傳輸線上靠近第一端口與第二端口處，兩個(gè)開(kāi)路傳輸線與信號(hào)傳輸線之間形成T形間隙。第一耦合傳輸線與信號(hào)傳輸線平行且設(shè)置于所述T形間隙內(nèi)，第一耦合傳輸線設(shè)有第一孔。第二耦合傳輸線與信號(hào)傳輸線平行且位于信號(hào)傳輸線的第二側(cè)，第二耦合傳輸線設(shè)有第二孔。所述低通濾波器可抑制二倍頻諧波和三倍頻諧波。
文檔編號(hào)H01P1/212GK102623777SQ20111002936
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2011年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月27日
發(fā)明者周烜達(dá) 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司