[发明专利]一种小型化平衡双通带滤波器

说明书

技术领域：

本发明涉及到微波通信领域，是一种结构紧凑、制作简单，并可用于微波电路的小型化平衡双通带滤波器。

背景技术：

微波通信中，滤波器是通信系统电路中最基本也是最重要的器件，它的性能指标直接影响着通信系统的性能指标。滤波器在整个通信系统中具有不可替代的作用，作为一种选频装置，其根本功能在于抑制不需要的频段的信号，而使需要的频段信号顺利通过。理想的滤波器应该是这样一种二端口网络：在通带范围内它能使信号完全传输，而在阻带范围内他使信号完全不能传输。其中由于平衡电路的特殊结构能够充分降低系统中共模噪声造成的影响，提高接收机的信噪比、改善发射机的效率。因此，集成电路对于平衡器件的需求会更加巨大。

目前，平衡滤波器的设计主要方法是由单信号端口带通滤波器和两个巴伦结构这两部分通过级联或者并联方式连接实现。虽然这种方式能够很好的实现平衡滤波器的性能，但是滤波器和巴伦使用电容、电感比较多，所用的空间就相对大一些，也就是说不能用于集成电路中。因此，滤波器的小型化和性能的提高将继续是两大重要课题。微波滤波器小型化通常采用的几种方法：1、采用高介电常数材料减小滤波器的尺寸。2、采用多层技术(如LTCC)减小滤波器的体积。3、采用对称结构设计滤波器等。

由于微带谐振器易于和其它微波电路集成的优点，成为目前开发微波元器件的热点。本设计中用到的对称型枝节加载谐振器就是实现手段之一，其原理在于：利用平衡滤波器的对称特性，将四端口网络简化为两个边界条件不同的二端口网络。奇模二端口和偶模二端口同时作用时，会改变原来的电场分布，相当于两个耦合谐振器，结合设计中的耦合结构，从而在保持谐振回路不变的情况下，使其结构减小，通过改变二端口之间的间隙可以对耦合强度进行控制，同时也有利于双通带的调节。通过改变谐振器结构和微带线的长度来实现滤波器性能，结构简单。常用微带谐振器可以是圆形、方形、环形或折线等形式。

从现有文献来看,已经研究的平衡滤波器主要包括:LTCC、交指线耦合谐振器(滤波器)等。

发明内容

为了满足微波电路技术发展的需求，本发明的主要目的是，提供一种新型拓扑结构的小型化平衡双通带滤波器。

为了实现上述目的，本发明所使用的技术方案如下：

小型化平衡双通带滤波器，所述滤波器有一对输入信号端口和一对输出信号端口，其特征在于，所述滤波器外形由两个对称的枝节加载谐振器组合而成，在保证性能良好的前提下，也保证滤波器结构的紧凑性。

所述平衡滤波器采用奇模二端口和偶模二端口即奇偶模方法激励出差模共模特型，确保了微带滤波器的通带特性以及中心频率。

所述小型化平衡双通带滤波器采用四端口结构网络，共有四条馈线，如图1阴影部分所示，信号输入和信号输出均需要一对端口来实现，分别位于结构的左侧和右侧。并采用直接馈电的方式与谐振器内部相连，与耦合馈电方式相比可减小插入损耗、提高制作精度。并且利用加载谐振器耦合结构抑制共模特性，确保该滤波器的实用性。

在本发明的具体实施例子中，所述枝节加载微带线和馈线均为铜箔。

本发明的积极进步效果在于：本发明提供了一种新型的平衡滤波器拓扑结构，即基于对称特性的小型化平衡双通带滤波器。将所设计的拓扑结构加工成实物并对其进行测量，测试表明：该结构的平衡双通带滤波器，拥有良好的性能特性。

附图说明

图1为本发明提供的小型化平衡双通带滤波器的几何结构示意图。

图2为本发明提供的小型化平衡双通带滤波器的微带线放大型示意图。

图3为本发明的差模响应图。

图4为本发明的共模响应图。

图5为本发明的两个谐振器之间的不同耦合间距S1下的S21响应图。

图6为本发明奇偶模二端口中与输入输出端口馈线相连接的耦合线不同宽度W2下的S21响应图。

图7为本发明失去用于调节滤波器性能的加载谐振部分下的共模响应图。

图8为本发明在用于调节滤波器性能的加载谐振部分有无耦合线下的共模响应图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明：