三模耦合的強高頻側(cè)阻帶抑制微帶帶通濾波器及耦合方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于三模耦合的強高頻側(cè)阻帶抑制微帶帶通濾波器，適用于射頻收發(fā)系統(tǒng)的收發(fā)信道間的信號隔離。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，高性能的微波濾波器成為現(xiàn)代射頻微波集成電路中的重要器件之一，可用于實現(xiàn)有效頻段內(nèi)的信號提取，濾除干擾信號，在很大程度上決定了整個集成電路的工作質(zhì)量。其中小體積、低通帶插損、高阻帶反射、高頻率選擇性等性能是研究的重點方向。大量由平面諧振結(jié)構(gòu)構(gòu)成的微帶帶通濾波器被提出，減小了濾波器的體積并提高工作性能。為了進一步減小濾波器的尺寸，引入了多模諧振器，大幅減少了所需諧振器的數(shù)量。
[0003]隨著現(xiàn)代通信系統(tǒng)的飛速發(fā)展，通信頻帶占有率大幅上升，且對信號敏感度的要求也在不斷提高，給高性能的帶通濾波器的設(shè)計帶來了新的挑戰(zhàn)。在射頻收發(fā)共用系統(tǒng)中，信號在發(fā)射和接收通道中會出現(xiàn)相互干擾現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，實現(xiàn)射頻收發(fā)系統(tǒng)的收發(fā)信道間的信號隔離，本發(fā)明提出了一種基于三模耦合的強高頻側(cè)阻帶抑制微帶帶通濾波器及耦合方法。
[0005]該種基于三模耦合的強高頻側(cè)阻帶抑制微帶帶通濾波器，此濾波器包括基板以及基板上的微帶線結(jié)構(gòu)，所述的微帶線結(jié)構(gòu)包括L形彎折的左微帶饋線和右微帶饋線，雙模微帶諧振結(jié)構(gòu)，單模微帶諧振結(jié)構(gòu)；左微帶饋線和右微帶饋線左右對稱；所述的雙模微帶諧振結(jié)構(gòu)和單模微帶諧振結(jié)構(gòu)分別位于左右微帶饋線的上方和下方；位于上方的雙模微帶諧振結(jié)構(gòu)包括半波長的U形微帶線結(jié)構(gòu)和開路短枝節(jié)，開路短枝節(jié)由一微帶線和一方型結(jié)構(gòu)組成，U形微帶線結(jié)構(gòu)的中心點向上連接開路短枝節(jié)的微帶線；位于下方的單模微帶諧振結(jié)構(gòu)包括H形阻抗變換微帶結(jié)構(gòu)和S形的微帶線結(jié)構(gòu)，H形阻抗變換微帶結(jié)構(gòu)的中心點向上連接S形的微帶線結(jié)構(gòu)。
[0006]所述S形的微帶線結(jié)構(gòu)的末端直線部分置于L形彎折的微帶饋線和L形彎折的微帶饋線之間，并且與兩條L形彎折的微帶線的彎折段平行，從而實現(xiàn)信號能量在L形彎折的微帶饋線、單模微帶諧振結(jié)構(gòu)、L形彎折的微帶饋線之間耦合傳輸。
[0007]所述S形的微帶線結(jié)構(gòu)由兩個四分之一圓環(huán)、三個半橢圓環(huán)，通過直的微帶線連接組成，通過調(diào)節(jié)圓環(huán)和半橢圓環(huán)的內(nèi)外半徑來減小阻抗失配，并且此S形的微帶線結(jié)構(gòu)可大幅減小濾波器的總面積。
[0008]所述的U形微帶線結(jié)構(gòu)的彎折處為一四分之一圓環(huán)微帶線，以減小傳輸損耗。
[0009]所述的雙模微帶諧振結(jié)構(gòu)工作于奇偶模諧振模式，偶模諧振模式的等效諧振長度為偶模諧振頻率對應(yīng)波長的二分之一，奇模諧振模式的等效諧振長度為奇模諧振頻率對應(yīng)波長的二分之一。
[0010]所述的單模微帶諧振結(jié)構(gòu)工作于偶模諧振模式，其等效諧振長度為偶模諧振頻率對應(yīng)波長的二分之一。
[0011]所述的濾波器的三模耦合方法，當(dāng)輸入信號從左微帶饋線或右微帶饋線輸入時，所述的雙模微帶諧振結(jié)構(gòu)將激勵出奇模和偶模兩種模式，單模微帶諧振結(jié)構(gòu)將激勵出偶模模式；一個奇模模式與兩個偶模模式獨立地與左微帶饋線和右微帶饋線進行能量耦合；大部分信號能量通過左微帶饋線或右微帶饋線耦合入奇模諧振模式與偶模諧振模式，并由奇模諧振模式與偶模諧振模式相應(yīng)耦合入右微帶饋線或左微帶饋線輸出；小部分信號能量直接通過左微帶饋線和右微帶饋線進行耦合傳輸。
[0012]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明具有濾波器體積小，帶內(nèi)平坦度高，高頻側(cè)阻帶抑制強，頻率選擇性強等優(yōu)點，適用于射頻收發(fā)系統(tǒng)的收發(fā)通道間的隔離。第一、通過設(shè)計并調(diào)節(jié)所述S形的微帶線結(jié)構(gòu)中的四分之一圓環(huán)和半橢圓環(huán)的內(nèi)外半徑，可有效地減小阻抗失配；第二、所述濾波器的雙模微帶諧振結(jié)構(gòu)和單模微帶諧振結(jié)構(gòu)有效地減小了濾波器的整體尺寸；第二、所述濾波器實現(xiàn)了在通帶低頻側(cè)形成一個傳輸零點，在高頻側(cè)形成兩個傳輸零點，可實現(xiàn)低插入損耗、高的頻率選擇性和帶內(nèi)平坦度，并在通帶高頻側(cè)實現(xiàn)強的阻帶抑制。
【附圖說明】
[0013]圖1是基于三模耦合的強高頻側(cè)阻帶抑制微帶帶通濾波器的結(jié)構(gòu)圖；
圖2是基于三模耦合的強高頻側(cè)阻帶抑制微帶帶通濾波器的尺寸示意圖；
圖3是基于三模耦合的強高頻側(cè)阻帶抑制微帶帶通濾波器的頻率響應(yīng)曲線圖；
附圖標(biāo)記說明:1、左微帶饋線；2、右微帶饋線；3、雙模微帶諧振結(jié)構(gòu)；4、單模微帶諧振結(jié)構(gòu)；5、U形微帶線結(jié)構(gòu)；6、開路短枝節(jié)；7、H形阻抗變換微帶結(jié)構(gòu)；8、S形的微帶線結(jié)構(gòu)；9、四分之一圓環(huán)微帶線結(jié)構(gòu)。
具體實施方案
[0014]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
[0015]如圖1所示，一種基于三模耦合的強高頻側(cè)阻帶抑制微帶帶通濾波器，它包括基板以及基板上的微帶線結(jié)構(gòu)，所述的微帶線結(jié)構(gòu)包括L形彎折的左微帶饋線I和右微帶饋線2，雙模微帶諧振結(jié)構(gòu)3，單模微帶諧振結(jié)構(gòu)4 ;左微帶饋線I和右微帶饋線2左右對稱；所述的雙模微帶諧振結(jié)構(gòu)3和單模微帶諧振結(jié)構(gòu)4分別位于左右微帶饋線的上方和下方；位于上方的雙模微帶諧振結(jié)構(gòu)3包括半波長的U形微帶線結(jié)構(gòu)5和開路短枝節(jié)6，開路短枝節(jié)6由一微帶線和一方型結(jié)構(gòu)組成，U形微帶線結(jié)構(gòu)5的中心點向上連接開路短枝節(jié)6的微帶線；位于下方的單模微帶諧振結(jié)構(gòu)4包括H形阻抗變換微帶結(jié)構(gòu)7和S形的微帶線結(jié)構(gòu)8，H形阻抗變換微帶結(jié)構(gòu)7的中心點向上連接S形的微帶線結(jié)構(gòu)8。
[0016]所述S形的微帶線結(jié)構(gòu)8的末端直線部分置于L形彎折的微帶饋線I和L形彎折的微帶饋線2之間，并且與兩條L形彎折的微帶線的彎折段平行，從而實現(xiàn)信號能量在L形彎折的微帶饋線1、單模微帶諧振結(jié)構(gòu)4、L形彎折的微帶饋線2之間耦合傳輸。
[0017]所述S形的微帶線結(jié)構(gòu)8由兩個四分之一圓環(huán)、三個半橢圓環(huán)，通過直的微帶線連接組成，通過調(diào)節(jié)圓環(huán)和半橢圓環(huán)的內(nèi)外半徑來減小阻抗失配，并且此S形的微帶線結(jié)構(gòu)可大幅減小濾波器的總面積。
[0018]所述的U形微帶線結(jié)構(gòu)5的彎折處為一四分之一圓環(huán)微帶線9，以減小傳輸損耗。
[0019]所述的雙模微帶諧振結(jié)構(gòu)3工作于奇偶模諧振模式，偶模諧振模式的等效諧振