具有寬帶帶外抑制的寬帶帶通濾波器的製作方法

2023-06-09 15:45:06

本發明涉及微波通信技術領域，尤其涉及一種具有寬帶帶外抑制的寬帶帶通濾波器。

背景技術：

濾波器作為射頻前端的一種很重要器件，可以濾除帶外噪聲，提高電路系統的靈敏度。微帶濾波器是用來分離不同頻率微波信號的一種器件。它的主要作用是抑制不需要的信號，使其不能通過濾波器，只讓需要的信號通過。在微波電路系統中，濾波器的性能對電路系統的性能指標有很大的影響。一般而言，濾波器的帶外抑制性能是一個重要影響指標，而現有的濾波器的帶外抑制性能較差，導致影響整個通信系統的性能。因此，需要一種具有高寬帶帶外抑制性能的寬帶帶通濾波器。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種具有寬帶帶外抑制的寬帶帶通濾波器，旨在解決現有技術中的帶通濾波器的寬帶帶外抑制性能較差的技術問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種具有寬帶帶外抑制的寬帶帶通濾波器，包括設置在介質板表面的兩根第一微帶線、兩根第二微帶線、兩根第三微帶線、兩根第四微帶線、兩根第五微帶線、一根第六微帶線及兩個信號傳輸端，所述具有寬帶帶外抑制的寬帶帶通濾波器關於中心軸線左右對稱，所述中心軸線為所述寬帶帶通濾波器的上下兩條橫向邊框的中點的連線，其中：

每根第一微帶線的一端與一根第二微帶線的一端連接並形成一個雙枝節匹配開路負載，每根第二微帶線的另一端與一根信號輸出端及一根第三微帶線垂直連接，每根第四微帶線平行設置於一根第三微帶線的上方位置並形成一個耦合結構，每根第四微帶線的一端與一根第五微帶線的一端連接，所述第六微帶線的兩端分別與一根第五微帶線的另一端連接。

優選的，所述兩根第一微帶線及兩根第二微帶線均與所述寬帶帶通濾波器的左右兩條豎直邊框平行。

優選的，所述兩根第三微帶線、兩根第四微帶線、兩根第五微帶線、一根第六微帶線及兩個信號傳輸端均與所述寬帶帶通濾波器的上下兩條橫向邊框平行。

優選的，所述具有寬帶帶外抑制的寬帶帶通濾波器包括兩個雙枝節匹配開路負載及兩個耦合結構。

優選的，所述兩個信號傳輸端用於信號的輸入輸出，其中，一個信號傳輸端作為信號輸入端，另外一個信號傳輸端作為信號輸出端。

優選的，所述第一微帶線、第二微帶線、第三微帶線、第四微帶線、第五微帶線、第六微帶線及信號傳輸端均為條形結構的金屬銅片。

優選的，所述第一微帶線的長度為l4＝14.4mm、寬度為w4＝2.95mm，所述第二微帶線的長度為l3＝15mm、寬度為w3＝0.97mm，第三微帶線的長度與第四微帶線的長度相同且均為cl1＝15.99mm為cl1＝15.99mm、第三微帶線的寬度與第四微帶線的寬度相同且均為cw1＝0.22mm、所述第三微帶線與第四微帶線之間的距離為cs1＝0.1m，所述第五微帶線的長度為l1＝15.2mm、寬度為w1＝0.73mm，所述第六微帶線的長度為l2＝15.3mm、寬度為w2＝0.64mm，所述信號傳輸端的長度為l0＝10mm、寬度為w0＝1.66mm。

優選的，每個第一微帶線的阻抗為34ω，每個第二微帶線的阻抗為68ω，每個第五微帶線的阻抗為78ω，每個第六微帶線的阻抗為83ω，每個耦合結構22的奇模阻抗為60ω，每個耦合結構22的偶模阻抗為180ω，每個耦合結構22的電長度為90度。

優選的，所述介質板是一種板厚為0.762mm、相對介電常數3.66的pcb板。

相較於現有技術，本發明所述具有寬帶帶外抑制的寬帶帶通濾波器通過設計成兩個雙枝節匹配開路負載和兩個耦合結構，可以實現在特定工作頻帶內形成寬帶帶外抑制特性，使得原本的微帶線具有濾波性能，能夠對帶外信號有良好的抑制效果，對通帶信號具有高選擇性，引入更少噪聲，避免對射頻前端造成幹擾。

附圖說明

圖1是本發明具有寬帶帶外抑制的寬帶帶通濾波器優選實施例的結構示意圖。

圖2是本發明具有寬帶帶外抑制的寬帶帶通濾波器優選實施例的各部件尺寸的示意圖。

圖3是本發明具有寬帶帶外抑制的寬帶帶通濾波器優選實施例的電路原理圖。

圖4是本發明具有寬帶帶外抑制的寬帶帶通濾波器通過電磁仿真軟體仿真的s參數結果示意圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明做進一步的詳細說明，以下實施例是對本發明的解釋，本發明並不局限於以下實施例。

參考圖1至3所示，圖1是本發明具有寬帶帶外抑制的寬帶帶通濾波器優選實施例的結構示意圖；圖2是本發明具有寬帶帶外抑制的寬帶帶通濾波器優選實施例的各部件尺寸的示意圖；圖3是本發明具有寬帶帶外抑制的寬帶帶通濾波器優選實施例的電路原理圖。

在本實施例中，所述具有寬帶帶外抑制的寬帶帶通濾波器1包括設置在介質板1表面的兩根第一微帶線101、兩根第二微帶線102、兩根第三微帶線103、兩根第四微帶線104、兩根第五微帶線105、一根第六微帶線106及兩個信號傳輸端p。

所述具有寬帶帶外抑制的寬帶帶通濾波器1關於中心軸線左右對稱，所述中心軸線為所述寬帶帶通濾波器1的上下兩條橫向邊框的中點的連線(即圖1中的線a-b)，所述兩根第一微帶線101及兩根第二微帶線102均與所述寬帶帶通濾波器1的左右兩條豎直邊框平行，所述兩根第三微帶線103、兩根第四微帶線104、兩根第五微帶線105、一根第六微帶線106及兩個信號傳輸端p均與所述寬帶帶通濾波器1的上下兩條橫向邊框平行。需要說明的是，所述中心軸線在所述具有寬帶帶外抑制的寬帶帶通濾波器1並不是金屬構成的部件，而是為了生產或設計的時候，方便用戶將所述寬帶帶通濾波器1上的元件(例如，兩根第一微帶線101、兩根第二微帶線102、兩根第三微帶線103、兩根第四微帶線104、兩根第五微帶線105、一根第六微帶線106及兩個信號傳輸端p)關於中心軸線左右對稱。當所述寬帶帶通濾波器1工作時，所述中心軸線並不會參與信號過濾等任何操作。在本實施例中，所述中心軸線是為了方便描述寬帶帶通濾波器1的左右對稱結構。

每根第一微帶線101的一端與一根第二微帶線102的一端連接並形成一個雙枝節匹配開路負載20，每根第二微帶線102的另一端與一根信號輸出端p及一根第三微帶線103垂直連接，每根第四微帶線104平行設置於一根第三微帶線103的上方位置並形成一個耦合結構，每根第四微帶線104的一端與一根第五微帶線105的一端連接，所述第六微帶線106的兩端分別與一根第五微帶線105的另一端連接。

所述介質板1為一種pcb板，具體的板材類型為rogerro4350b，其中相對介電常數3.66，板厚為0.762mm。

在本實施例中，第一微帶線101、第二微帶線102、第三微帶線103、第四微帶線104、第五微帶線105、第六微帶線106及信號傳輸端p均為條形結構的金屬銅片。本發明所述具有寬帶帶外抑制的寬帶帶通濾波器相對於現有帶通濾波器，通過改變微帶線的長度和寬度，可以使本發明所述具有寬帶帶外抑制的寬帶帶通濾波器1在工作頻段內達到很好的匹配效果。

本實施例中，所述寬帶帶通濾波器1的工作頻帶在1.88ghz到4.12ghz內，通過具體的實施例來說明設置在介質板1表面的第一微帶線101、第二微帶線102、第三微帶線103、第四微帶線104、第五微帶線105、第六微帶線106及信號傳輸端p的長度和寬度。

具體而言，如圖2所示：

第一微帶線101的長度為l4＝14.4mm，第一微帶線101的寬度為w4＝2.95mm。

第二微帶線102的長度為l3＝15mm，第二微帶線102的寬度為w3＝0.97mm。

第三微帶線103的長度與第四微帶線104的長度相同，均為cl1＝15.99mm為cl1＝15.99mm，第三微帶線103的寬度與第四微帶線104的寬度相同，均為cw1＝0.22mm，所述第三微帶線103與第四微帶線104之間的距離為cs1＝0.1m。

第五微帶線105的長度為l1＝15.2mm，第五微帶線105的寬度為w1＝0.73mm。

第六微帶線106的長度為l2＝15.3mm，第六微帶線106的寬度為w2＝0.64mm。

信號傳輸端p的長度為l0＝10mm，信號傳輸端p的寬度為w0＝1.66mm。

需要說明的是，設置在pcb板上的金屬銅片厚度一般為um級，因此本發明並不對第一微帶線101、第二微帶線102、第三微帶線103、第四微帶線104、第五微帶線105、第六微帶線106及信號傳輸端p的長度和寬度的金屬銅片厚度加以限制，並不影響本發明所述具有寬帶帶外抑制的寬帶帶通濾波器的特性。此外，兩個信號傳輸端p用於信號的輸入輸出，其中，一個信號傳輸端p作為信號輸入端，另外一個信號傳輸端p作為信號輸出端。進一步地，信號輸入端可以是圖1中左邊的信號傳輸端p，也可以是右邊的信號傳輸端p；信號輸出端可以是圖1中左邊的信號傳輸端p，也可以是右邊的信號傳輸端p。例如，若圖1中左邊的信號傳輸端p作為信號輸入端，則圖1中右邊的信號傳輸端p作為信號輸出端，信號從左邊的信號傳輸端p進入，從右邊的信號傳輸端p輸出。若圖1中左邊的信號傳輸端p作為信號輸出端，則圖1中右邊的信號傳輸端p作為信號輸入端，信號從右邊的信號傳輸端p進入，從左邊的信號傳輸端p輸出。

進一步地，如圖3所示，一根第一微帶線101與一根第二微帶線102形成一個雙枝節匹配開路負載20，一根第三微帶線103與一根第四微帶線104形成一個耦合結構22。從圖3可以看出，所述具有寬帶帶外抑制的寬帶帶通濾波器1包括兩個雙枝節匹配開路負載20及兩個耦合結構22。

在本實施例中，每個第一微帶線101的阻抗為34歐姆(ω)，每個第二微帶線102的阻抗為68歐姆(ω)，每個第五微帶線105的阻抗為78歐姆(ω)，每個第六微帶線106的阻抗為83歐姆(ω)，每個耦合結構22的奇模阻抗為60歐姆(ω)，每個耦合結構22的偶模阻抗為180歐姆(ω)，每個耦合結構22的電長度為90度。

本發明所述的具有寬帶帶外抑制的寬帶帶通濾波器通過設計成兩個雙枝節匹配開路負載20和兩個耦合結構22，可以實現在特定工作頻帶內形成寬帶帶外抑制特性，使得原本的微帶線具有濾波性能，能夠對帶外信號有良好的抑制效果，對通帶信號具有高選擇性，引入更少噪聲，避免對射頻前端造成幹擾。

參考圖4所示，圖4是本發明具有寬帶帶外抑制的寬帶帶通濾波器通過電磁仿真軟體仿真的s參數結果示意圖。

從圖4可以看出，所述具有寬帶帶外抑制的寬帶帶通濾波器1在工作頻帶1.88ghz到4.12ghz之間，有74.67％的相對帶寬。同時，在工作頻帶以外且低於1.64ghz時，|s11|都小於-10db，在工作頻帶4.36ghz到7.64ghz之間，|s12|都小於-10db，從圖4中可以看出，所述寬帶帶通濾波器1具有寬帶帶外抑制特性。由此可知，本發明的具有寬帶帶外抑制的寬帶帶通濾波器能夠對帶外信號有良好的抑制效果，對通帶信號具有高選擇性，引入更少噪聲，避免對射頻前端造成幹擾。

以上僅為本發明的優選實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護範圍內。