一種基于環(huán)形諧振器的雙模巴倫帶通濾波器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于微波無(wú)源器件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于環(huán)形諧振器的雙模巴倫帶通濾波器。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，隨著移動(dòng)通信、無(wú)線局域網(wǎng)、衛(wèi)星通信和雷達(dá)、遙感技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)通信系統(tǒng)中的射頻微波器件提出了小型化的要求。
[0003]在微波濾波器產(chǎn)業(yè)中，雙模濾波器通過(guò)引入一個(gè)雙模諧振器就可以作為一個(gè)雙調(diào)諧的諧振電路，所以對(duì)于同一個(gè)性能指標(biāo)的濾波器來(lái)說(shuō)，所需要的諧振器的數(shù)目就減半，這樣就可以使濾波器的結(jié)構(gòu)更加緊湊，尺寸更加小巧，也正因?yàn)槿绱?，其越?lái)越多地被應(yīng)用于現(xiàn)代無(wú)線通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中。
[0004]巴倫濾波器是一種將巴倫與濾波器功能結(jié)合起來(lái)的射頻微波器件，它不但能夠?qū)⒉黄胶庑盘?hào)轉(zhuǎn)化為平衡信號(hào)，同時(shí)也能對(duì)信號(hào)起到濾波的功能。對(duì)于通信系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，將巴倫與濾波器集成在一起形成一個(gè)三端口器件，可以有效減少系統(tǒng)的的損耗和尺寸。
[0005]2007 年，Eul-Young Jung 和 Hee-Yong Hwang 在 IEEE Microwave WirelessComponents Letters 期刊(vol.17, n0.9, pp.652-654, 2007)上發(fā)表 “A Balun-BPF Usinga Dual Mode Ring Resonator”，提出在環(huán)形諧振器上對(duì)稱地放置兩個(gè)輸出端口，同時(shí)引入開(kāi)路短截線來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的平衡輸出以及雙模的帶通特性，但是，由于該結(jié)構(gòu)引入了步進(jìn)阻抗，使結(jié)構(gòu)不再對(duì)稱，導(dǎo)致巴倫濾波器的平衡輸出性能較差，同時(shí)由于未引入電容加載，該巴倫濾波器的尺寸較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于環(huán)形諧振器的雙模巴倫帶通濾波器，具有電路結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸小、插入損耗低、輸出端口匹配特性良好的特點(diǎn)和性能，適用于小型化的現(xiàn)代無(wú)線通信系統(tǒng)。
[0007]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種基于環(huán)形諧振器的雙模巴倫帶通濾波器，包括介質(zhì)基板，介質(zhì)基板一面的金屬板作為金屬接地板，介質(zhì)基板另一面的金屬板上刻蝕有輸入端饋線、二端口輸出端饋線、三端口輸出端饋線、電容加載方形諧振環(huán)、第一微擾短截線、第二微擾短截線；
[0008]所述的輸入端饋線包括輸入端微帶線導(dǎo)帶和輸入端微帶耦合線，輸入端微帶線導(dǎo)帶在位于輸入端微帶耦合線的中心位置與輸入端微帶耦合線垂直連接，構(gòu)成T型結(jié)構(gòu)；
[0009]二端口輸出端饋線包括二端口輸出端微帶線導(dǎo)帶和二端口輸出端微帶耦合線，二端口輸出端微帶線導(dǎo)帶在位于二端口輸出端微帶耦合線的中心位置與二端口輸出端微帶耦合線垂直連接，構(gòu)成T型結(jié)構(gòu)；
[0010]三端口輸出端饋線包括三端口輸出端微帶線導(dǎo)帶和三端口輸出端微帶耦合線，三端口輸出端微帶線導(dǎo)帶在位于三端口輸出端微帶耦合線的中心位置與三端口輸出端微帶耦合線垂直連接，構(gòu)成T型結(jié)構(gòu)；
[0011]輸入端微帶耦合線、二端口輸出端微帶耦合線和三端口輸出端微帶耦合線分別與方形諧振環(huán)的三個(gè)邊平行，且二端口輸出端饋線和三端口輸出端饋線對(duì)稱設(shè)置在方形諧振環(huán)的兩側(cè)；
[0012]輸入端微帶耦合線、二端口輸出端微帶耦合線和三端口輸出端微帶耦合線的長(zhǎng)度均與方形諧振環(huán)的邊長(zhǎng)相同；
[0013]輸入端微帶線導(dǎo)帶、二端口輸出端微帶線導(dǎo)帶和三端口輸出端微帶線導(dǎo)帶的寬度相等；
[0014]輸入端微帶耦合線、二端口輸出端微帶耦合線和三端口輸出端微帶耦合線的寬度相等；
[0015]電容加載方形諧振環(huán)包含方形諧振環(huán)和四個(gè)結(jié)構(gòu)相同的電容加載結(jié)構(gòu)，四個(gè)電容加載結(jié)構(gòu)分別位于方形諧振環(huán)內(nèi)部的四個(gè)角上，相鄰的兩個(gè)電容加載結(jié)構(gòu)關(guān)于方形諧振環(huán)的中軸線對(duì)稱；
[0016]所述電容加載結(jié)構(gòu)，包括第一微帶短截線、第二微帶短截線、第三微帶短截線、第四微帶短截線以及第五微帶短截線；第五微帶短截線位于方形諧振環(huán)的對(duì)角線上，第一微帶短截線、第二微帶短截線、第三微帶短截線、第四微帶短截線的一端均與第五微帶短截線呈45°夾角連接；其中，第一微帶短截線和第二微帶短截線對(duì)稱設(shè)置在第五微帶短截線的兩側(cè)并分別與方形諧振環(huán)相鄰的兩個(gè)邊平行，第三微帶短截線和第四微帶短截線對(duì)稱設(shè)置在第五微帶短截線的兩側(cè)并分別與方形諧振環(huán)相鄰的兩個(gè)邊平行；位于第五微帶短截線同一側(cè)的第一微帶短截線和第三微帶短截線的另一端的端面位于平行于方形諧振環(huán)中軸線的同一直線上；
[0017]第一微擾短截線與第二微擾短截線以關(guān)于方形諧振環(huán)中心對(duì)稱的位置分別與在兩個(gè)電容加載結(jié)構(gòu)的第五微帶短截線連接。
[0018]較佳地，輸入端微帶耦合線、二端口輸出端微帶耦合線和三端口輸出端微帶耦合線的寬度小于輸入端微帶線導(dǎo)帶、二端口輸出端微帶線導(dǎo)帶和三端口輸出端微帶線導(dǎo)帶寬度的二分之一。
[0019]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)在于，(I)巴倫濾波器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可在單片PCB板上實(shí)現(xiàn)，便與加工，生產(chǎn)成本低；(2)巴倫濾波器具有提供等幅反向信號(hào)、阻抗匹配和頻率上的濾波的作用，為平衡天線等射頻元件饋電時(shí)無(wú)需再使用阻抗匹配段和濾波器；(3)巴倫濾波器的尺寸小、插入損耗小、輸出端口具有良好匹配性能等特性。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是本實(shí)用新型基于環(huán)形諧振器的雙模巴倫帶通濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2是本實(shí)用新型基于環(huán)形諧振器的雙模巴倫帶通濾波器的側(cè)視圖。
[0022]圖3是本實(shí)用新型基于環(huán)形諧振器的雙模巴倫帶通濾波器一個(gè)實(shí)施例具體尺寸示意圖。
[0023]圖4是圖3所示雙模巴倫帶通濾波器的S參數(shù)仿真圖。
[0024]圖5是圖3所示雙模巴倫帶通濾波器的兩個(gè)輸出端口幅度差的仿真圖。
[0025]圖6是圖3所示雙模巴倫帶通濾波器的兩個(gè)輸出端口相位差的仿真圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型基于環(huán)形諧振器的雙模巴倫帶通濾波器，包括介質(zhì)基板8，介質(zhì)基板8 一面的金屬板作為金屬接地板7，介質(zhì)基板8另一面的金屬板上刻蝕有輸入端饋線1、二端口輸出端饋線2、三端口輸出端饋線3、電容加載方形諧振環(huán)4、第一微擾短截線5、第二微擾短截線6 ；
[0027]所述的輸入端饋線I包括輸入端微帶線導(dǎo)帶11和輸入端微帶耦合線12，輸入端微帶線導(dǎo)帶11在位于輸入端微帶耦合線12的中心位置與輸入端微帶耦合線12垂直連接，構(gòu)成“T”型結(jié)構(gòu)，輸入端微帶線導(dǎo)帶11另一端在使用時(shí)外接SMA接頭；
[0028]二端口輸出端饋線2包括二端口輸出端微帶線導(dǎo)帶21和二端口輸出端微帶耦合線22，二端口輸出端微帶線導(dǎo)帶21在位于二端口輸出端微帶耦合線22的中心位置與二端口輸出端微帶耦合線22垂直連接，構(gòu)成“T”型結(jié)構(gòu)，二端口輸出端微帶線導(dǎo)帶21另一端在使用時(shí)外接SMA接頭；
[0029]三端口輸出端饋線3包括三端口輸出端微帶線導(dǎo)帶31和三端口輸出端微帶耦合線32，三端口輸出端微帶線導(dǎo)帶31在位于三端口輸出端微帶耦合線32的中心位置與三端口輸出端微帶耦合線32垂直連接，構(gòu)成“T”型結(jié)構(gòu)，三端口輸出端微帶線導(dǎo)帶31另一端在使用時(shí)外接SMA接頭；
[0030]輸入端微帶耦合線12、二端口輸出端微帶耦合線22和三端口輸出端微帶耦合線32分別與方形諧振環(huán)41的三個(gè)邊平行，且二端口輸出端饋線2和三端口輸出端饋線3對(duì)稱設(shè)置在方形諧振環(huán)41的兩側(cè)。
[0031]輸入端微帶耦合線12、二端口輸出端微帶耦合線22和三端口輸出端微帶耦合線32的長(zhǎng)度均與方形諧振環(huán)41的邊長(zhǎng)相同；輸入端微帶線導(dǎo)帶11、二端口輸出端微帶線導(dǎo)帶21和三端口輸出端微帶線導(dǎo)帶31的寬度相等；輸入端微帶耦合線12、二端口輸出端微帶耦合線22和三端口輸出端微帶耦合線32的寬度相等；輸入端微帶耦合線12、二端口輸出端微帶耦合線22和三端口輸出端微帶耦合線32的寬度小于輸入端微帶線導(dǎo)帶11、二端口輸出端微帶線導(dǎo)帶21和三端口輸出端微帶線導(dǎo)帶31寬度的二分之一；
[0032]電容加載方形諧振環(huán)4包含方形諧振環(huán)41和四個(gè)結(jié)構(gòu)相同的電容加載結(jié)構(gòu)42，四個(gè)電容加載結(jié)構(gòu)42位于方形諧振環(huán)41內(nèi)部的四個(gè)角上，相鄰的兩個(gè)電容加載結(jié)構(gòu)42關(guān)于方形諧振環(huán)41的中軸線對(duì)稱。
[0033]所述的位于方形諧振環(huán)41內(nèi)部四個(gè)角上的電容加載結(jié)構(gòu)42采用雙重箭頭形的結(jié)構(gòu)，其中大箭頭的兩條棱分別為第一微帶短截線422和第二微帶短截線423，兩者大小相同，相互垂直，且分別與方形諧振環(huán)41的兩條邊平行；小箭頭的兩條棱分別為第三微帶短截線424和第四微帶短截線425，兩者大小相同，相互垂直，且分別與方形諧振環(huán)41的兩條邊平行；箭桿為第五微帶短截線421，且與方形諧振器41的兩個(gè)邊成45度夾角，指向方形諧振環(huán)41的中心；第一微帶短截線422和第三微帶短截線424相互平行，第二微帶短截線423和第四微帶短截線425相互平行。
[0034]所述第一微擾短截線5和第一微擾短截線6大小相同，關(guān)于方形諧振環(huán)41的中心對(duì)稱，分別位于方形諧振環(huán)41對(duì)角線上的一對(duì)電容加載結(jié)構(gòu)42的第五微帶短截線421的延長(zhǎng)線上。
[0035]實(shí)施例
[0036]本實(shí)施例有關(guān)的尺寸規(guī)格如圖3所示。
[0037]所采用的介質(zhì)基板8相對(duì)介電常數(shù)為3.55，厚度為0.635mm，損耗角正切為0.0027。
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