[发明专利]基于直角三角形贴片结构的平衡带通滤波器及其设计方法

说明书

本发明提供一种基于直角三角形贴片结构的平衡带通滤波器及其设计方法，包括上至下依次排布的微带片状单元、基板和金属地层；微带片状单元包括直角三角微带贴片单元和半波长谐振器；直角三角微带贴片单元包括相互耦合级联的直角三角贴片A1、A2，还包括嵌入在每一直角三角贴片的直角边上的微带馈线B1、B2、B3、B4，在四条微带馈线上相应地连接有第一四分之一波长开路短截线C1、第二四分之一波长开路短截线C2、第三四分之一波长开路短截线C3、第四四分之一波长开路短截线C4；第一直角三角贴片A1和第二直角三角贴片A2级联，在第一直角三角贴片A1和第二直角三角贴片A2之间加载一个半波长谐振器。

技术领域

本发明涉及无线通信领域，更具体地，涉及一种基于直角三角形贴片结构的平衡带通滤波器及其设计方法。

背景技术

随着无线通信技术快速发展，以及人们对通信质量的要求逐渐提高，越来越多的学者和研究人员将目光聚焦在了无线通信设备的研究上。微波滤波器作为一种频率选择性的无源器件，能抑制各类噪声和无用信号，保留有效的信号，在无线通信系统中扮演着重要的角色，其性能的优劣将直接影响通信系统质量的好坏。然而，在噪声较大的环境下，普通滤波器容易受到干扰，很难满足基本的通信系统要求。为了更好的实现对噪声的抑制，越来越多人选择平衡电路，因为它对噪声有比较好的免疫力。而将传统的单端电路用于平衡电路上，需要加巴伦器件，这将增加电路的尺寸，所以，差分平衡滤波器可以很好的完成电路的集成化和小型化。

目前，平衡带通滤波器可以通过多种方式来实现，比如半波长谐振器、阶跃阻抗谐振器(SIR)、双面平行带线结构(DSPSL)、分支线等等。但它们都是基于微带的线型结构，当工作频率提高时，电路尺寸将变得很小，对加工精度要求高，造价成本高，而且其性能不如低频好。而传统的金属波导器件由于其体积大，加工工艺和调试过程复杂，从而导致了应用系统造价昂贵，维护困难。

贴片结构具有结构简单、易加工成型、成本低、有较强的机械结构性能和较好的高频特性等特点，被广泛应用于设计无线通信系统中的天线、滤波器和耦合器等器件。除此之外，因片状单元独有的大尺寸特性能够很好地克服毫米波器件电路尺寸过小，对加工精度、成本方面的要求较高等缺陷。

发明内容

本发明提供一种电路结构简单、频率选择性好的基于直角三角形贴片结构的平衡带通滤波器。

本发明的又一目的在于提供一种基于直角三角形贴片结构的平衡带通滤波器的设计方法。

为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：

一种基于直角三角形贴片结构的平衡带通滤波器，包括上至下依次排布的微带片状单元、基板和金属地层；所述微带片状单元包括直角三角微带贴片单元和半波长谐振器；所述直角三角微带贴片单元包括相互耦合级联的第一直角三角贴片A1和第二直角三角贴片A2，还包括嵌入在每一直角三角贴片的直角边上的第一微带馈线B1、第二微带馈线B2、第三微带馈线B3、第四微带馈线B4，在四条微带馈线上相应地连接有第一四分之一波长开路短截线C1、第二四分之一波长开路短截线C2、第三四分之一波长开路短截线C3、第四四分之一波长开路短截线C4；所述第一直角三角贴片A1和第二直角三角贴片A2级联，在第一直角三角贴片A1和第二直角三角贴片A2之间加载一个半波长谐振器。

优选地，所述微带片状单元采用微带工艺固定基板，所述基板是由介质材料构成。

优选地，所述基板的厚度为0.813mm。

优选地，所述基板的介质材料的介电常数是3.38。

优选地，所述基板由Rogers 4003C的介质材料构成。

优选地，所述金属地层为铺满良导体的金属地层。

一种基于直角三角形贴片结构的平衡带通滤波器的设计方法，包括以下步骤：