專利名稱：阻帶內(nèi)具有兩個衰減極點(diǎn)的低通濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無線通信工程中用的低通濾波器，特別是一種要求具有較寬阻帶，阻帶內(nèi)具有兩個衰減極點(diǎn)的低通濾波器。
背景技術(shù)：
通常具有衰減極點(diǎn)微波低通濾波器為從圖1低通原型出發(fā)，圖中輸入接口PORT1(Z0)開始依次為起電感作用的串聯(lián)高阻線L1，起電容作用的并聯(lián)低阻線C2，起電感作用的串聯(lián)高阻線L3等等直到PORT2(Z0)，元件的總個數(shù)為低通濾波器的級數(shù)(不包含輸入輸出接口PORT1、PORT2)。
為使低通濾波器具有足夠陡峭的頻率截止性，或者在要求的阻帶內(nèi)實(shí)現(xiàn)足夠的衰減，通常采取的結(jié)構(gòu)是將圖1(a)中并聯(lián)的低阻線Cx之中的一個或多個替換成一個高-低阻線對，使之成為一個串聯(lián)諧振支路，從而達(dá)到在諧振頻率上信號的衰減達(dá)到最大。設(shè)置多個這種諧振支路可以在阻帶中實(shí)現(xiàn)多個衰減極點(diǎn)，如圖2。圖3(a)為已經(jīng)披露的一種微帶實(shí)現(xiàn)形式的有兩個傳輸零點(diǎn)的六級低通濾波器，圖3(b)為其頻率響應(yīng)。
但是上述通常的設(shè)計(jì)方法和最終實(shí)現(xiàn)的低通濾波器存在以下幾個缺陷1.阻帶中衰減極點(diǎn)的位置設(shè)計(jì)之前就預(yù)先固定，設(shè)計(jì)結(jié)束后或者設(shè)計(jì)期間一旦發(fā)現(xiàn)衰減極點(diǎn)的位置不合要求，即沒有使阻帶達(dá)到指標(biāo)要求，那么整個設(shè)計(jì)都要從新開始。
2.如果要設(shè)計(jì)不同阻帶帶寬的低通濾波器通常要重新設(shè)計(jì)，重新計(jì)算電路中L、C的值來設(shè)置阻帶中衰減極點(diǎn)的位置。
3.當(dāng)設(shè)置多個阻帶衰減極點(diǎn)時，電路中存在多個相應(yīng)的諧振支路，最終物理實(shí)現(xiàn)的電路結(jié)構(gòu)將會變的比較復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種阻帶內(nèi)具有兩個衰減極點(diǎn)的低通濾波器，電路結(jié)構(gòu)比較簡單，設(shè)計(jì)過程中易于調(diào)整，便于設(shè)計(jì)提供阻帶寬和指標(biāo)要求各不相同的低通濾波器系列產(chǎn)品。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
一種阻帶內(nèi)具有兩個衰減極點(diǎn)的低通濾波器，由第一、三級串聯(lián)電感支路和第二、第四級并聯(lián)電容集總組成，其特征在于第四級并聯(lián)電路通過增加一個串聯(lián)的電感構(gòu)成電容電感串聯(lián)的諧振支路，并在第一、第三級串聯(lián)電感支路之間加一個耦合路徑。
上述的耦合路徑由第一、三級串聯(lián)電感支路的部分電路段相互靠近構(gòu)成。
上述的串聯(lián)電感支路為串聯(lián)高阻線，并聯(lián)電容支路為并聯(lián)低阻線。
上述的串聯(lián)電感支路的串聯(lián)高阻線是呈折線串聯(lián)排列形式的微帶線。
上述的構(gòu)成耦合路徑的第一、三級串聯(lián)電感電路之間相互靠近的部分電路段為兩條靠近的微帶線，其長度為10.0-12.0的作為第一級串聯(lián)電感支路微帶線，而相互靠近的距離為0.05mm-0.3mm。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下顯而易見的突出實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明在傳統(tǒng)四級低通濾波器上進(jìn)行改進(jìn)對第四級并聯(lián)電容支路(C4)通過增加一個串聯(lián)的電感(L4)使其成為諧振支路，用于產(chǎn)生一個固定的傳輸零點(diǎn)；再在第一、三級串聯(lián)電感支路(L1、L3)之間加一個耦合路徑(M13)，在設(shè)計(jì)過程中，可靈活調(diào)整M13，隨著M13值的適當(dāng)變化，在低通濾波器的阻帶內(nèi)會出現(xiàn)另一個可隨意移動的傳輸零點(diǎn)。則在阻帶內(nèi)就有了兩個傳輸零點(diǎn)，第一個固定的傳輸零點(diǎn)用于確定阻帶的邊界，另一個可以隨意移動的傳輸零點(diǎn)用于控制需要的阻帶寬度。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了通常需要更多級數(shù)低通濾波器才能實(shí)現(xiàn)的頻響特性，電路結(jié)構(gòu)減少了電路元件的個數(shù)和復(fù)雜性，降低了濾波器的插入損耗。本發(fā)明提供的產(chǎn)品適合用作移動通信基站中使用微帶形式的低通濾波器，手持終端上使用的低通濾波器等。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的一種微帶形式低通咯其。圖中的圖(a)是其等效電路圖，圖(b)是其微帶實(shí)現(xiàn)形式圖2是現(xiàn)有技術(shù)中另一種微帶形式低通濾波器。
圖3是現(xiàn)有技術(shù)中一種有兩個傳輸零點(diǎn)的六級微帶式低通濾波器。圖中圖(a)是其微帶實(shí)現(xiàn)形式圖，圖(b)是其頻響特性圖。
圖4是現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)四級低通濾波器的等效電路圖。
圖5是本發(fā)明一個實(shí)施例的等效電路6是圖5示例的微帶實(shí)現(xiàn)形式圖。
圖7是圖5示例的頻響特性圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例如下本實(shí)施例的阻帶內(nèi)具有兩個衰減極點(diǎn)的低通濾波器是在圖4所示傳統(tǒng)四級低通濾波器的基礎(chǔ)上，改進(jìn)成圖5所示的改進(jìn)型四級低通濾波器，就是將第四級并聯(lián)電容支路C4通過增加一個串聯(lián)電感L4而改進(jìn)成電容電感串聯(lián)的諧振支路，并且在第一、三級串聯(lián)電感支路L1、L3之間加一個耦合路徑M13。本改進(jìn)的微帶四級低通濾波器為例。擬設(shè)該微帶四級低通濾波器的設(shè)計(jì)指標(biāo)為截止頻率960MHz，在1710MHz-1880MHz內(nèi)的插入損耗大于20dB。本例中使用的微帶板為ROGERS公司的RT6010型微帶板，其基板介質(zhì)的相對介電常數(shù)是10.2，基板介質(zhì)厚度是0.635mm。最終的電路如圖6所示(單位毫米)，其中的L1、C2、L3、C4、L4和M13等分別指代的是圖5等效電路中的各個元素，Port1和Port2代表的是該濾波器的輸入輸出端，都是50ohm特性阻抗的微帶線。為了進(jìn)一步減小整個濾波器的所占面積，圖6中的設(shè)計(jì)將L3和L4表示電感的微帶部分排成了折線的形式。M13的實(shí)現(xiàn)是通過將表示L1和L3的兩條微帶線相互靠近來實(shí)現(xiàn)的，見圖中所示，兩條線之間的間距為0.1mm。整個電路大小約為10×20mm2，面積不到圖3(a)所示濾波器的一半。這種電路形式的頻率響應(yīng)如圖7所示，其中在1.5GHz附近的傳輸零點(diǎn)為L4和C4組合成的諧振電路所產(chǎn)生，在2GHz附近出現(xiàn)另外一個傳輸零點(diǎn)則是由添加的耦合路徑M13產(chǎn)生的。用四級低通實(shí)現(xiàn)了圖3中六級低通濾波器才能實(shí)現(xiàn)的頻響特性，而且同時抑制了圖3中濾波器在2.8GHz附近處的寄生通帶。
權(quán)利要求
1.一種阻帶內(nèi)具有兩個衰減極點(diǎn)的低通濾波器，由第一、三級串聯(lián)電感支路(L1、L3)和第二、第四級并聯(lián)電容支路(C2、C4)集總組成，其特征在于第四級并聯(lián)電路(C4)通過增加一個串聯(lián)的電感(L4)構(gòu)成電容電感串聯(lián)的諧振支路，并在第一、第三級串聯(lián)電感支路(L1、L3)之間加一個耦合路徑(M13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻帶內(nèi)具有兩個衰減極點(diǎn)的低通濾波器，其特征在于耦合路徑(M13)由第一、三級串聯(lián)電感支路(L1、L3)的部分電路段相互靠近構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻帶內(nèi)具有兩個衰減極點(diǎn)的低通濾波器，其特征在于串聯(lián)電感支路(L1、L3)為串聯(lián)高阻線，并聯(lián)電容支路(C2、C4)為并聯(lián)低阻線。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的阻帶內(nèi)具有兩個衰減極點(diǎn)的低通濾波器，其特征在于作為串聯(lián)電感支路(L1、L3)的串聯(lián)高阻線是呈折線串聯(lián)排列形式的微帶線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的阻帶內(nèi)具有兩個衰減極點(diǎn)的低通濾波器，其特征在于構(gòu)成耦合路徑(M13)的第一、三級串聯(lián)電感電路(L1、L3)之間相互靠近的部分電路段為兩條靠近的微帶線，其長度為10.0mm-12.0mm的作為第一級串聯(lián)電感支路(L1)微帶線，而第一、三級串聯(lián)電感電路(L1、L3)相互靠近的距離為0.05mm-0.3mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種阻帶內(nèi)具有兩個衰減極點(diǎn)的低通濾波器。它是由第一、三級串聯(lián)電感支路和第二、第四級并聯(lián)電容集總組成，第四級并聯(lián)電路通過增加一個串聯(lián)的電感構(gòu)成電容電感串聯(lián)的諧振支路，并在第一、第三級串聯(lián)電感支路之間加一個耦合路徑。本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)減少了電路元件的個數(shù)和復(fù)雜性，降低了濾波器的插入損耗。本發(fā)明提供的產(chǎn)品適合用作移動通信基站中使用微帶形式的低通濾波器，手持終端上使用的低通濾波器等。
文檔編號H03H7/01GK1633025SQ20041008475
公開日2005年6月29日 申請日期2004年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月2日
發(fā)明者馬哲旺, 墨晶巖 申請人:上海大學(xué)