[发明专利]一种基于交指结构的四阶交叉耦合滤波器

说明书

本发明公开了一种基于交指结构的四阶交叉耦合滤波器，包括介质基板、设于所述介质基板下层的金属地板以及设于所述介质基板上层的微带线结构，所述微带线结构包括第一谐振单元、第二谐振单元、第三谐振单元、第四谐振单元和两条微带线；所述第一谐振单元、第二谐振单元、第三谐振单元、第四谐振单元均包括一段矩形微带线框和由金丝连接的平行微带线，相邻谐振单元间平行微带线形成四线交指耦合结构。本发明首次在四阶交叉耦合滤波器中构造四线交指耦合结构，与传统四阶交叉耦合滤波器相比，这种结构提高了滤波器性能，实现了耦合紧密度增强、带宽增加，并且在保持良好性能的同时进一步小型化，提高了滤波器的集成度。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种基于交指结构的四阶交叉耦合滤波器。

背景技术

随着现代无线通信技术的飞速发展，作为划分信道、筛选信号器件的滤波器在通信过程中起着至关重要的作用。在射频微波领域中，采用波导、微带、腔体等多种方式实现滤波。腔体滤波器虽然插损小，Q值高，但其成本较高；波导滤波器的尺寸通常较大，因而容易在实际应用中受到限制；与之相比，微带滤波器具有结构紧凑，容易实现，选频特性独特等优点，因此被广泛地应用于微波集成电路。

目前，微带带通滤波器通常设计成耦合微带滤波器，大部分的耦合微带滤波器都设计用于低频工作。从理论上讲，可以在任何频段设计微带滤波器，但是随着频率的提高，耦合微带线的距离越来越近，生产起来也会越来越困难。由于传统的窄带系统已不能适应实际应用的需求，所以具有大容量、高速率、低功耗等优点的宽带甚至超宽带无线通信技术已逐渐成为学术界关注的焦点。

发明内容

本发明针对现有技术中所存在的问题，提供一种基于交指结构的四阶交叉耦合滤波器，通过在四阶交叉耦合滤波器中使相邻谐振单元间平行微带线形成四线交指耦合结构解决了宽带带通滤波器所要求的结构简单、易于加工、性能良好、工作带宽大、有较好的带外特性的问题。

本发明为解决上述技术问题采用的技术方案如下：

一种基于交指结构的四阶交叉耦合滤波器，包括介质基板、设于所述介质基板下层的金属地板以及设于所述介质基板上层的微带线结构，所述微带线结构包括第一谐振单元、第二谐振单元、第三谐振单元、第四谐振单元和两条微带线，所述第一谐振单元、第二谐振单元、第三谐振单元、第四谐振单元分别按左上、左下、右下和右上的顺序进行排列，形成方形结构；所述两条微带线分别连接第一谐振单元、第四谐振单元作为输入端和输出端；

所述第一谐振单元包括矩形微带线框一和平行微带线段一，所述平行微带线段一由金丝连接；所述第二谐振单元包括矩形微带线框二、平行微带线段二、平行微带线段三，所述平行微带线段二和平行微带线段三均由金丝连接；所述第一谐振单元的平行微带线段一和第二谐振单元的平行微带线段二形成四线交指耦合结构；

所述第三谐振单元包括矩形微带线框三、平行微带线段四、平行微带线段五，所述平行微带线段四和平行微带线段五均由金丝连接；所述第二谐振单元的平行微带线段三与所述第三谐振单元的平行微带线段五形成四线交指耦合结构；所述第四谐振单元包括矩形微带线框四；

所述第四谐振单元包括矩形微带线框四、平行微带线段六，所述平行微带线段六由金丝连接；所述第三谐振单元的平行微带线段四与所述第四谐振单元的平行微带线段六形成四线交指耦合结构。

优选的，所述第一谐振单元微带线和第四谐振单元的微带线镜面对称；所述第二谐振单元微带线和第三谐振单元微带线镜面对称。

优选的，所述形成的四线交指耦合结构均利用金线连接，且线宽、间距相同，根据交叉耦合矩阵中的耦合系数进行仿真以确定具体线长和间距，其线长越短、间距越小，相邻谐振器间耦合系数越大；反之，相邻谐振器间耦合系数越小。

优选的，所述四线交指耦合结构间距根据设计指标进行确定。