本發(fā)明涉及射頻微波通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高選擇性雙頻帶通濾波器。

背景技術(shù)：

濾波器作為射頻前端的一種很重要器件，可以濾除帶外噪聲，提高電路系統(tǒng)的靈敏度。微帶濾波器是用來分離不同頻率微波信號(hào)的一種器件。它的主要作用是抑制不需要的信號(hào)，使其不能通過濾波器，只讓需要的信號(hào)通過。在微波電路系統(tǒng)中，濾波器的性能對電路系統(tǒng)的性能指標(biāo)有很大的影響。由于現(xiàn)代通信系統(tǒng)中通信頻段的多樣性，現(xiàn)有技術(shù)的帶通濾波器的選擇性往往不夠，不能滿足通信頻段多樣性的需求，影響了整個(gè)通信系統(tǒng)的性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種高選擇性雙頻帶通濾波器，旨在解決現(xiàn)有帶通濾波器的選擇性不高的技術(shù)問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種高選擇性雙頻帶通濾波器，包括介質(zhì)板、刻蝕在介質(zhì)板上表面的兩根第一微帶線、輸入端、輸出端和第二微帶線、以及設(shè)置在介質(zhì)板下表面的地面金屬層，所述高選擇性雙頻帶通濾波器關(guān)于第一中心軸線上下對稱且關(guān)于第二中心軸線左右對稱，其中：

每一根第一微帶線的兩端分別設(shè)置有開路負(fù)載以及短路負(fù)載，兩根第一微帶線的中部通過第二微帶線連接；

所述輸入端的一端設(shè)置在其中一根第一微帶線的中部且該輸入端的另一端延伸至介質(zhì)板的一條長邊緣；

所述輸出端的一端設(shè)置在其中另一根第一微帶線的中部且該輸出端的另一端延伸至介質(zhì)板的另一條長邊緣；

所述第二微帶線的兩端分別與輸入端、輸出端連通且位于同一水平線上，該水平線作為第一中心軸線，第二中心軸線與第一中心軸線相互垂直；

所述短路負(fù)載的末端設(shè)置有短路金屬柱，所述短路金屬柱從介質(zhì)板的上表面穿透至介質(zhì)板的下表面，并與設(shè)置在介質(zhì)板下表面的地面金屬層連接。

優(yōu)選地，所述地面金屬層為敷設(shè)在介質(zhì)板下表面上的敷銅金屬層。

優(yōu)選地，所述兩根第一微帶線相互平行設(shè)置在介質(zhì)板的上表面上且關(guān)于第二中心軸線左右對稱，所述第二微帶線的兩端垂直連接在兩根第一微帶線之間。

優(yōu)選地，所述開路負(fù)載的一端和短路負(fù)載的數(shù)量均為四個(gè)，每一根第一微帶線的兩端分別設(shè)置一個(gè)開路負(fù)載和一個(gè)短路負(fù)載。

優(yōu)選地，所述第一微帶線、第二微帶線、開路負(fù)載、短路負(fù)載、輸入端、輸出端均為條形結(jié)構(gòu)的金屬銅片。

優(yōu)選地，所述第一微帶線的長度為2l1+w＝2×22.5mm+1.66mm＝46.66mm、寬度為w1＝1.22mm，所述第二微帶線的長度為l0＝9.78mm、寬度為w0＝1.35mm，所述輸入端和輸出端的長度均為l＝14.4mm、寬度均為w＝1.66mm。

優(yōu)選地，所述短路負(fù)載的長度為l2＝11mm、寬度為w2＝3mm，所述開路負(fù)載的長度為l3＝11mm、寬度為w3＝1.7mm。

優(yōu)選地，所述短路金屬柱的形狀為柱狀。

優(yōu)選地，所述介質(zhì)板是一種板厚為0.762mm、相對介電常數(shù)3.66的pcb板。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述高選擇性雙頻帶通濾波器在兩根微帶線上加載了四個(gè)開路負(fù)載和四個(gè)短路負(fù)載，通過調(diào)節(jié)開路負(fù)載和短路負(fù)載的長度和寬度能在特定頻帶內(nèi)形成傳輸零點(diǎn)，使得原本的微帶線具有濾波性能，從而具有較高的帶通選擇性，能夠?qū)庑盘?hào)有良好的抑制效果，對通帶信號(hào)具有高選擇性，引入更少噪聲，避免對射頻前端造成干擾。相對于現(xiàn)有帶通濾波器，四個(gè)開路負(fù)載和四個(gè)短路負(fù)載通過兩根第一微帶線連接到傳統(tǒng)微帶線上，并且通過改變微帶線的長度和寬度，可以使本發(fā)明所述高選擇性雙頻帶通濾波器在工作頻段內(nèi)達(dá)到很好的匹配效果。

附圖說明

圖1是本發(fā)明高選擇性雙頻帶通濾波器的上表面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明高選擇性雙頻帶通濾波器的下表面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明高選擇性雙頻帶通濾波器通過電磁仿真軟件仿真的s參數(shù)結(jié)果示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以下實(shí)施例是對本發(fā)明的解釋，本發(fā)明并不局限于以下實(shí)施例。

參考圖1所示，圖1是本發(fā)明高選擇性雙頻帶通濾波器的上表面結(jié)構(gòu)示意圖。在本實(shí)施例中，所述高選擇性雙頻帶通濾波器包括介質(zhì)板1、刻蝕在介質(zhì)板1上表面的兩根第一微帶線10、輸入端p1、輸出端p2和第二微帶線11、以及設(shè)置在介質(zhì)板下表面的地面金屬層14(參考圖2)。每一根第一微帶線10的兩端分別設(shè)置有開路負(fù)載12以及短路負(fù)載13，兩根第一微帶線10的中部通過第二微帶線11連接，輸入端p1的一端設(shè)置在其中一根第一微帶線10的中部且輸入端p1的另一端延伸至介質(zhì)板1的一條長邊緣，輸出端p2的一端設(shè)置在其中另一根第一微帶線10的中部且輸出端p2的另一端延伸至pcb板2的另一條長邊緣。每一個(gè)短路負(fù)載13的末端設(shè)置有短路金屬柱130，所述短路金屬柱130的形狀可以為柱狀，例如圓柱形或長條柱形。所述介質(zhì)板1為一種pcb板，具體的板材類型為rogerro4350b，其中相對介電常數(shù)3.66，板厚為0.762mm。

所述第二微帶線11的兩端分別與輸入端p1、輸出端p2連通且位于同一水平線ab上，本實(shí)施例以水平線ab作為第一中心軸線ab。本發(fā)明所述高選擇性雙頻帶通濾波器關(guān)于第一中心軸線ab上下對稱，且關(guān)于第二中心軸線cd左右對稱，第一中心軸線ab與第二中心軸線cd相互垂直。兩根第一微帶線10相互平行設(shè)置在介質(zhì)板1的上表面且關(guān)于第二中心軸線cd對稱，第二微帶線11與兩根第一微帶線10相互垂直連接。所述開路負(fù)載12的一端和短路負(fù)載13的一端以任意相交角度設(shè)置在每一根第一微帶線10的兩端且相互連通。在本實(shí)施例中，所述開路負(fù)載12的一端和短路負(fù)載13的一端以相互正交的角度設(shè)置在每一根第一微帶線10的兩端且相互連通。

需要說明的是，本實(shí)施定義介質(zhì)板1的長邊緣是指與第二中心軸線cd平行的介質(zhì)板1的兩條邊緣。兩根第一微帶線10之間隔有間隔，該間隔距離等于第二微帶線11的長度。當(dāng)開路負(fù)載12的一端和短路負(fù)載13的一端以相互正交方式連接在第一微帶線10的兩端時(shí)，開路負(fù)載12與短路負(fù)載13之間的距離小于兩根第一微帶線10之間的間隔距離。由于兩根第一微帶線10的兩端均設(shè)置有一個(gè)開路負(fù)載12和一個(gè)短路負(fù)載13，因此本發(fā)明所述高選擇性雙頻帶通濾波器具有四個(gè)開路負(fù)載12和四個(gè)短路負(fù)載13。四個(gè)開路負(fù)載12和四個(gè)短路負(fù)載13使得本發(fā)明所述高選擇性雙頻帶通濾波器在任意工作頻段內(nèi)擁有兩個(gè)阻帶，從而使得本發(fā)明所述高選擇性雙頻帶通濾波器具有雙頻特性，具有較高的帶通選擇性。

在本實(shí)施例中，第一微帶線10、第二微帶線11、開路負(fù)載12、短路負(fù)載13、輸入端p1、輸出端p2均為條形結(jié)構(gòu)的金屬銅片。本發(fā)明所述高選擇性雙頻帶通濾波器相對于現(xiàn)有帶通濾波器，四個(gè)開路負(fù)載12和四個(gè)短路負(fù)載13通過兩根第一微帶線12連接到第二微帶線11上，并且通過改變微帶線的長度和寬度，可以使本發(fā)明所述高選擇性雙頻帶通濾波器在工作頻段內(nèi)達(dá)到很好的匹配效果。

本發(fā)明以工作頻帶在2.61ghz到3.23ghz內(nèi)以及在4.75ghz到5.02ghz內(nèi)實(shí)現(xiàn)雙頻特性為例，通過具體的實(shí)施例來說設(shè)置在介質(zhì)板1上表面的第一微帶線10、第二微帶線11、開路負(fù)載12、短路負(fù)載13、輸入端p1、輸出端p2的長度和寬度。在本實(shí)施例中，第一微帶線10的長度為2l1+w＝2×22.5mm+1.66mm＝46.66mm，第一微帶線10的寬度為w1＝1.22mm。第二微帶線11的長度為l0＝9.78mm，第二微帶線11的寬度為w0＝1.35mm。所述輸入端p1和輸出端p2的長度均為l＝14.4mm，輸入端p1和輸出端p2的寬度均為w＝1.66mm。所述開路負(fù)載12的長度為l3＝11mm，開路負(fù)載12的寬度為w3＝1.7mm；短路負(fù)載13的長度為l2＝11mm，短路負(fù)載13的寬度為w2＝3mm。需要說明的是，設(shè)置在pcb板上的金屬銅片厚度一般為um級(jí)，因此本發(fā)明并不對第一微帶線10、第二微帶線11、開路負(fù)載12、短路負(fù)載13、輸入端p1、輸出端p2的金屬銅片厚度加以限制，并不影響本發(fā)明所述高選擇性雙頻帶通濾波器的特性。

參考圖2所示，圖2是本發(fā)明高選擇性雙頻帶通濾波器的下表面結(jié)構(gòu)示意圖。在本實(shí)施例中，每一個(gè)短路負(fù)載13末端的短路金屬柱130從介質(zhì)板1的上表面穿透至介質(zhì)板1的下表面，連接至介質(zhì)板1下表面的地面金屬層14，該地面金屬層14為敷設(shè)在介質(zhì)板1下表面的敷銅金屬層。

本發(fā)明所述的高選擇性雙頻帶通濾波器通過上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過在傳統(tǒng)微帶線上加載了四個(gè)開路負(fù)載12和四個(gè)短路負(fù)載13，通過調(diào)節(jié)開路負(fù)載12和短路負(fù)載13的長度和寬度能在特定工作頻帶內(nèi)形成傳輸零點(diǎn)，使得原本的微帶線具有濾波性能，能夠?qū)庑盘?hào)有良好的抑制效果，對通帶信號(hào)具有高選擇性，引入更少噪聲，避免對射頻前端造成干擾。

參考圖3所示，圖3是本發(fā)明高選擇性雙頻帶通濾波器通過電磁仿真軟件仿真的s參數(shù)結(jié)果示意圖。一般地，一般地，帶通濾波器允許不同頻帶信號(hào)進(jìn)入系統(tǒng)，濾除帶外信號(hào)或噪聲。從圖3可以看出，在2.61ghz到3.23ghz內(nèi)以及在4.75ghz到5.02ghz內(nèi)，本發(fā)明所述的高選擇性雙頻帶通濾波器的反射系數(shù)(|s11|)在-10db以下，說明該高選擇性雙頻帶通濾波器可以工作在2.61ghz到3.23ghz內(nèi)以及在4.75ghz到5.02ghz內(nèi)，因此可實(shí)現(xiàn)雙頻特性。在2.13ghz處，本發(fā)明所述高選擇性雙頻帶通濾波器的傳輸特性(|s21|)可達(dá)到-35.8db，在4.13ghz處，|s21|可達(dá)到-50.6db，在5.27ghz處，|s21|可達(dá)到-34db，所以本發(fā)明所述高選擇性雙頻帶通濾波器具有高選擇性。由此可知，本發(fā)明的高選擇性雙頻帶通濾波器能夠?qū)庑盘?hào)有良好的抑制效果，對通帶信號(hào)具有高選擇性，引入更少噪聲，避免對射頻前端造成干擾，因此可大幅提高微波電路的性能。

本發(fā)明所述高選擇性雙頻帶通濾波器在兩根微帶線上加載了四個(gè)開路負(fù)載12和四個(gè)短路負(fù)載13，通過調(diào)節(jié)開路負(fù)載12和短路負(fù)載13的長度和寬度能在特定頻帶內(nèi)形成傳輸零點(diǎn)，使得原本的微帶線具有濾波性能，從而具有較高的帶通選擇性。本發(fā)明所述高選擇性雙頻帶通濾波器相對于現(xiàn)有帶通濾波器，將四個(gè)開路負(fù)載12和四個(gè)短路負(fù)載13通過兩根第一微帶線12連接到傳統(tǒng)微帶線上，并且通過改變微帶線的長度和寬度，可以使本發(fā)明所述高選擇性雙頻帶通濾波器在工作頻段內(nèi)達(dá)到很好的匹配效果。

以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。