專利名稱：可對(duì)帶外諧波及雜散信號(hào)進(jìn)行有效抑制的濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種低通濾波器，可應(yīng)用于混頻系統(tǒng)的中頻濾波器，該濾波器能
夠有效的濾除本振及射頻信號(hào)的諧波以及雜散信號(hào)。
背景技術(shù)：
隨著電子技術(shù)的發(fā)展，在雷達(dá)、微波、通信等應(yīng)用系統(tǒng)中多頻率工作越來(lái)越普遍， 對(duì)分隔頻率的要求也相應(yīng)提高，需要使用大量的高性能濾波器。因此濾波器在微波及毫米 波電路中有著廣泛的應(yīng)用。在低頻段的應(yīng)用中，集總參數(shù)濾波器有著良好的表現(xiàn)，但是隨著
頻率升高到微波頻段以上，集總參數(shù)元件(電容、電感)的Q值急劇下降，造成濾波器的插
入損耗太大，這時(shí)就必須用分布參數(shù)元件來(lái)代替集總參數(shù)元件，但是分布參數(shù)元件濾波器 的尺寸一般較大，因此有必要減小微波毫米波電路濾波器的尺寸。 目前，緊湊微帶諧振單元(CMRC)低通濾波器以其結(jié)構(gòu)緊湊而受到了越來(lái)越多的 關(guān)注。但是，現(xiàn)有的CMRC低通濾波器在低通頻帶的插入損耗較高或者阻帶相對(duì)帶寬太窄， 在對(duì)濾波要求較高的一些應(yīng)用系統(tǒng)中(如混頻系統(tǒng))，無(wú)法滿足其要求。

發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問(wèn)題為了克服現(xiàn)有的CMRC低通濾波器插入損耗較高，阻帶相對(duì)帶寬較窄 等不足，本實(shí)用新型提供了一種可對(duì)帶外諧波及雜散信號(hào)進(jìn)行有效抑制的濾波器。該濾 波器在0-2GHz低通頻帶的最插入損耗僅為0. 37dB，另外低于-lOdB的阻帶頻率范圍為 3-18. 2GHz(143% )，低于_20dB的阻帶頻率范圍為3. 7-16. 3GHz(126% )，可以對(duì)帶外諧波 及雜散信號(hào)進(jìn)行有效的抑制。 技術(shù)方案本實(shí)用新型的可對(duì)帶外諧波及雜散信號(hào)進(jìn)行有效抑制的濾波器，包括 介質(zhì)板和位于介質(zhì)板上的微帶饋電端口、微帶饋線、低阻開(kāi)路短截線、交叉十字微帶線以及 漸變梯形諧振單元，其特征在于該微帶諧振單元呈左右和上下對(duì)稱結(jié)構(gòu)，上下兩個(gè)漸變梯 形諧振單元由中間的交叉十字微帶線相連接，其中，交叉十字微帶線左邊的部分通過(guò)低阻 開(kāi)路短截線接微帶饋線，微帶饋線的外端為微帶饋電端口 ；經(jīng)過(guò)左右兩個(gè)低阻開(kāi)路短截線 對(duì)上下兩個(gè)漸變梯形諧振單元特性進(jìn)行調(diào)諧，最終通過(guò)微帶饋電端口實(shí)現(xiàn)與外界的連接。 漸變梯形諧振單元呈現(xiàn)三級(jí)階梯狀，可有效增加低通濾波器相對(duì)阻帶帶寬。其用 途是作為混頻器后的中頻濾波器，對(duì)于4. 8GHz的本振信號(hào)，能夠有效濾除本振信號(hào)及其 三次諧波信號(hào)。 本實(shí)用新型采用新型的緊湊微帶諧振單元，在加工工藝允許的范圍內(nèi)，可以通過(guò) 減小十字交叉微帶線的寬度來(lái)減小通帶內(nèi)的插入損耗。另外，在一定的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)漸變梯 形貼片寬度來(lái)獲得較大的阻帶相對(duì)寬度。在選定十字交叉微帶線以及梯形貼片的寬度后， 繼續(xù)調(diào)節(jié)中間交叉微帶線的長(zhǎng)度可獲的所需的低通頻率范圍。通過(guò)商用3D仿真軟件HFSS 的幫助，可以在所需的頻率范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)良好的低通特性，以及實(shí)現(xiàn)對(duì)帶外可觀的抑制效果。
有益效果本實(shí)用新型的透點(diǎn)是在減小低通頻帶插入損耗的同時(shí)，達(dá)到展寬低通濾波器相對(duì)阻帶帶寬的目的。另外由于該低通濾波器的尺寸很小，易于與與微波單片集 成電路(匪ICs)及其它有源電路集成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單?？梢詫?duì)帶外諧波及雜散信號(hào)進(jìn)行有效的 抑制。
以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型做出詳細(xì)描述

圖1是可對(duì)帶外諧波及雜散信號(hào)進(jìn)行有效抑制的濾波器的3維整體效果圖。 圖2是可對(duì)帶外諧波及雜散信號(hào)進(jìn)行有效抑制的濾波器的平面結(jié)構(gòu)圖。 圖3是該濾波器的S參數(shù)仿真及測(cè)試結(jié)果。 以上的圖中有介質(zhì)板1、微帶饋電端口 2、微帶饋線3、低阻開(kāi)路短截線4、交叉十 字微帶線5、漸變梯形諧振單元6 ;縱向十字微帶線線長(zhǎng)度Lp漸變梯形諧振單元長(zhǎng)度k、橫 向十字微帶線線長(zhǎng)度Ly橫向十字微帶線線寬度Wp縱向十字微帶線線寬度W^漸變梯形諧 振單元寬度Wy低阻開(kāi)路短截線寬W4。
具體實(shí)施方式本實(shí)用新型的可對(duì)帶外諧波及雜散信號(hào)進(jìn)行有效抑制的濾波器包括介質(zhì)板1和 位于介質(zhì)板1上的微帶饋電端口 2、微帶饋線3、低阻開(kāi)路短截線4、交叉十字微帶線5以及 漸變梯形諧振單元6，其特征在于該微帶諧振單元呈左右和上下對(duì)稱結(jié)構(gòu)，上下兩個(gè)漸變 梯形諧振單元6由中間的交叉十字微帶線5相連接，其中，交叉十字微帶線5左邊的部分通 過(guò)低阻開(kāi)路短截線4接微帶饋線3，微帶饋線3的外端為微帶饋電端口 2 ;經(jīng)過(guò)左右兩個(gè)低 阻開(kāi)路短截線4對(duì)上下兩個(gè)漸變梯形諧振單元6特性進(jìn)行調(diào)諧，最終通過(guò)微帶饋電端口 2 實(shí)現(xiàn)與外界的連接。 在圖2中，漸變梯形貼片呈電容特性，而諧振頻率/。 =1/71^，增大漸變貼片的長(zhǎng)
度L2可以增加該微帶部分的單位長(zhǎng)度分布電容，另外與邊沿微帶縫隙的減小同時(shí)增大了邊 沿耦合電容，從而導(dǎo)致其等效電容的增加，進(jìn)而降低其諧振頻率，減小低通頻率范圍，我們 從中選擇合適的L2來(lái)獲得較寬的相對(duì)阻帶帶寬。中間十字交叉微帶線可以等效為電感，增 大交叉微帶線的長(zhǎng)度(k和W》導(dǎo)致其等效電感的增加，低通頻率范圍的調(diào)節(jié)主要通過(guò)交叉 微帶線的長(zhǎng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)。選擇合適的十字微帶線寬度W工和Lp可以降低帶內(nèi)插入損耗。另外， 兩個(gè)開(kāi)路短截線可以提高該濾波器的帶外抑制情況。兩端的微帶線為饋電端口，與50Q特 征阻抗的SMA接頭相接。 參見(jiàn)圖3CMRC低通濾波器S參數(shù)特性曲線，仿真與實(shí)測(cè)結(jié)果基本一致。在0 到2GHz低通頻率范圍內(nèi)的最大插入損耗僅為0. 37dB，低于-10dB的阻帶頻率范圍為 3GHz-18. 2GHz，低于_20dB的 阻帶頻率范圍為3. 7GHz_16. 3GHz，可見(jiàn)該低通濾波器具有良 好的低通及阻帶抑制作用。
權(quán)利要求一種可對(duì)帶外諧波及雜散信號(hào)進(jìn)行有效抑制的濾波器，包括介質(zhì)板(1)和位于介質(zhì)板(1)上的微帶饋電端口(2)、微帶饋線(3)、低阻開(kāi)路短截線(4)、交叉十字微帶線(5)以及漸變梯形諧振單元(6)，其特征在于該微帶諧振單元呈左右和上下對(duì)稱結(jié)構(gòu)，上下兩個(gè)漸變梯形諧振單元(6)由中間的交叉十字微帶線(5)相連接，其中，交叉十字微帶線(5)左邊的部分通過(guò)低阻開(kāi)路短截線(4)接微帶饋線(3)，微帶饋線(3)的外端為微帶饋電端口(2)；經(jīng)過(guò)左右兩個(gè)低阻開(kāi)路短截線(4)對(duì)上下兩個(gè)漸變梯形諧振單元(6)特性進(jìn)行調(diào)諧，最終通過(guò)微帶饋電端口(2)實(shí)現(xiàn)與外界的連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可對(duì)帶外諧波及雜散信號(hào)進(jìn)行有效抑制的濾波器，其特征在 于漸變梯形諧振單元(6)呈現(xiàn)三級(jí)階梯狀，可有效增加低通濾波器相對(duì)阻帶帶寬。
專利摘要可對(duì)帶外諧波及雜散信號(hào)進(jìn)行有效抑制的濾波器包括介質(zhì)板(1)和位于介質(zhì)板(1)上的微帶饋電端口(2)、微帶饋線(3)、低阻開(kāi)路短截線(4)、交叉十字微帶線(5)以及漸變梯形諧振單元(6)，該微帶諧振單元呈左右和上下對(duì)稱結(jié)構(gòu)，上下兩個(gè)漸變梯形諧振單元(6)由中間的交叉十字微帶線(5)相連接，其中，交叉十字微帶線(5)左邊的部分通過(guò)低阻開(kāi)路短截線(4)接微帶饋線(3)，微帶饋線(3)的外端為微帶饋電端口(2)；經(jīng)過(guò)左右兩個(gè)低阻開(kāi)路短截線(4)對(duì)上下兩個(gè)漸變梯形諧振單元(6)特性進(jìn)行調(diào)諧，最終通過(guò)微帶饋電端口(2)實(shí)現(xiàn)與外界的連接。該濾波器具有良好的低通及阻帶衰減特性。所設(shè)計(jì)的CMRC金屬貼片部分的面積很小，具有體積小、易于集成等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01P1/212GK201503902SQ20092023577
公開(kāi)日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2009年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月23日
發(fā)明者張紅影, 徐金平 申請(qǐng)人:東南大學(xué)