一種基於開口環微帶線的帶通濾波器的製造方法
2023-06-01 22:57:16 3
一種基於開口環微帶線的帶通濾波器的製造方法
【專利摘要】本發明提供一種由開口環微帶線實現的新型結構帶通濾波器，包括微帶線輸入/輸出接口、以微帶線結構實現的四個耦合諧振環，上述結構均採用微帶線實現。本發明具有過渡帶陡峭、插損小、駐波好、重量輕、體積小、可靠性高、電性能好、溫度穩定性好、電性能批量一致性好、成本低、可大批量生產等優點，適用於相應毫米波頻段的通信、衛星通信等對體積、電性能、溫度穩定性和可靠性有苛刻要求的場合和相應的系統中。
【專利說明】—種基於開口環微帶線的帶通濾波器
【技術領域】
[0001]本發明涉及濾波器領域，特別是一種由開口環微帶線實現的新型結構帶通濾波器。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著移動通信、衛星通信及國防電子系統的微型化的迅速發展，高性能、低成本和小型化已經成為目前微波/射頻領域的發展方向，對微波濾波器的性能、尺寸、可靠性和成本均提出了更高的要求。在一些國防尖端設備中，現在的使用頻段已經相當擁擠，所以衛星通信等尖端設備向著毫米波波段發展，所以毫米波波段濾波器已經成為該波段接收和發射支路中的關鍵電子部件，描述這種部件性能的主要指標有:通帶工作頻率範圍、阻帶頻率範圍、通帶插入損耗、阻帶衰減、通帶輸入/輸出電壓駐波比、插入相移和時延頻率特性、溫度穩定性、體積、重量、可靠性等。
[0003]微帶線結構具有易於集成的特點，特別是在射頻電路系統中各個元件之間，易於集成可以成為一個器件評估的重要指標，而且本例中克服了微帶線結構實現的可能存在的體積大的缺點，實現了高性能、小型化、重量輕、性能優、可靠性高、批量生產性能一致性好及低成本的新型帶通濾波器。
【發明內容】
[0004]為了克服現有技術存在的不足，本發明提供一種由開口環微帶線結構實現體積小、重量輕、可靠性高、電性能優異、結構簡單、成品率高、批量一致性好、造價低、溫度性能穩定的新結構毫米波帶通濾波器。
[0005]一種基於開口環微帶線的帶通濾波器，其特徵在於，其整體為一個長方體微帶結構，金屬底板上蝕刻分離的第一級開口環微帶線、第二級開口環微帶線、第三級開口環微帶線、第四級開口環微帶線；第一級開口環微帶線為矩形開口環，且長邊帶平行於微帶線板底板的長邊帶，開口設置於第一級開口環微帶線靠近垂直於微帶線板底板短邊中軸線的長邊帶上；第二級開口環微帶線為矩形開口環，且與第一級開口環微帶線關於垂直於微帶線板短邊中軸線對稱；第三級開口環微帶線為矩形開口環，位於第一級開口環微帶線靠近垂直於微帶線板底板長邊中軸線的短邊帶一側，且第三級開口環微帶線短邊帶平行於微帶線板的短邊，開口設置於第三級開口環微帶線靠近微帶線板底板長邊的長邊帶上；第四級開口環微帶線為矩形開口環，且與第三級開口環微帶線關於垂直於微帶線板短邊中軸線對稱；第一級開口環微帶線靠近微帶線板底板長邊的長邊帶與輸入電感一端連接，輸入電感另一端與輸入埠連接；第二級開口環微帶線靠近微帶線板底板長邊的長邊帶與輸出電感一端連接，輸出電感另一端與輸出埠連接；微帶線板內金屬底板接地。
[0006]與現有技術相比，由於本發明採用微帶線實現的平面結構，所帶來的顯著優點有:
(I)帶內平坦、通帶內插損低；(2)濾波器邊帶陡峭；(3)體積小、重量輕、可靠性高；(4)電性能優異，阻帶抑制高；(5)電路實現結構簡單，可實現大批量生產；(6)成本低；(7)使用安裝方便，易於系統中與其他元件集成。
[0007]下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1是本發明的外形及內部結構示意圖；
[0009]圖2是本發明輸出端的幅頻特性曲線；
[0010]圖3是本發明輸入輸出埠的駐波特性曲線。
【具體實施方式】
[0011]結合圖1，一種基於開口環微帶線的帶通濾波器，其整體為一個長方體微帶結構，金屬底板上蝕刻分離的第一級開口環微帶線U1、第二級開口環微帶線U2、第三級開口環微帶線U3、第四級開口環微帶線U4、微帶結構的50歐姆阻抗輸入埠 P1、微帶結構的50歐姆阻抗輸出埠 P2、輸入電感Lin、輸出電感Lrat,上述所有組成部分均採用微帶線結構，並且通過在矩形環上開口來實現。第一級開口環微帶線Ul為矩形開口環，且長邊帶平行於微帶線板底板的長邊帶，開口設置於第一級開口環微帶線Ul靠近垂直於微帶線板底板短邊中軸線的長邊帶上。第二級開口環微帶線U2為矩形開口環，且與第一級開口環微帶線Ul關於垂直於微帶線板短邊中軸線對稱。第三級開口環微帶線U3為矩形開口環，位於第一級開口環微帶線Ul靠近垂直於微帶線板底板長邊中軸線的短邊帶一側，且第三級開口環微帶線U3短邊帶平行於微帶線板的短邊，開口設置於第三級開口環微帶線U3靠近微帶線板底板長邊的長邊帶上。第四級開口環微帶線U4為矩形開口環，且與第三級開口環微帶線U3關於垂直於微帶線板短邊中軸線對稱。第一級開口環微帶線Ul靠近微帶線板底板長邊的長邊帶與輸入電感Lin —端連接，輸入電感Lin另一端與輸入埠 Pl連接。第二級開口環微帶線U2靠近微帶線板底板長邊的長邊帶與輸出電感Ltjut —端連接，輸出電感Ltjut另一端與輸出埠 P2連接；微帶線板內金屬底板接地。
[0012]本發明在傳輸零點的設計上，採用在第一級開口環微帶線Ul和第二級開口環微帶線U2上相鄰的兩邊分別開缺口 C1、C2的方式在第一級開口環微帶線Ul和第二級開口環微帶線U2之間引入交叉耦合，從而可以在上邊帶和下邊帶分別產生傳輸零點。通過調整缺口 Cl、C2之間的距離，可以改變傳輸零點的位置。
[0013]本發明一種由開口環微帶線實現的新型結構帶通濾波器的尺寸僅為
4.5mmX5mmX0.264mm，缺口 C1、C2尺寸為0.124mm，第一級開口環微帶線U1、第二級開口環微帶線U2、第三級開口環微帶線U3和第四級開口環微帶線U4尺寸線寬0.2mm。其性能可從圖2、圖3看出，通帶帶寬為25.27GHz?25.77GHz，通帶內最大插入損耗小於2.39dB，輸入埠回波損耗均優於18dB，上邊帶抑制優於44dB，下邊帶抑制優於37dB，輸入輸出埠駐波比優於1.27。
【權利要求】
1.一種基於開口環微帶線的帶通濾波器，其特徵在於，其整體為一個長方體微帶結構，金屬底板上蝕刻分離的第一級開口環微帶線(Ul)、第二級開口環微帶線(U2)、第三級開口環微帶線(U3)、第四級開口環微帶線(U4)； 第一級開口環微帶線(Ul)為矩形開口環，且長邊帶平行於微帶線板底板的長邊帶，開口設置於第一級開口環微帶線(Ul)靠近垂直於微帶線板底板短邊中軸線的長邊帶上；第二級開口環微帶線(U2)為矩形開口環，且與第一級開口環微帶線(Ul)關於垂直於微帶線板短邊中軸線對稱； 第三級開口環微帶線(U3)為矩形開口環，位於第一級開口環微帶線(Ul)靠近垂直於微帶線板底板長邊中軸線的短邊帶一側，且第三級開口環微帶線(U3)短邊帶平行於微帶線板的短邊，開口設置於第三級開口環微帶線(U3)靠近微帶線板底板長邊的長邊帶上；第四級開口環微帶線(U4)為矩形開口環，且與第三級開口環微帶線(U3)關於垂直於微帶線板短邊中軸線對稱； 第一級開口環微帶線(Ul)靠近微帶線板底板長邊的長邊帶與輸入電感(Lin) —端連接，輸入電感(Lin)另一端與輸入埠(Pl)連接； 第二級開口環微帶線(U2)靠近微帶線板底板長邊的長邊帶與輸出電感(Lout) 一端連接，輸出電感(Ltjut)另一端與輸出埠(P2)連接； 微帶線板內金屬底板接地。
2.根據權利要求1所述的基於開口環微帶線的帶通濾波器，其特徵在於，輸入埠(PD為微帶結構的50歐姆阻抗輸入埠 ；輸出埠(P2)為微帶結構的50歐姆阻抗輸出埠。
【文檔編號】H01P1/203GK104332682SQ201410650568
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月14日 優先權日:2014年11月14日
【發明者】戴永勝, 陳相治, 叢正華, 張曉明, 周衍芳, 邊潔平 申請人:南京波而特電子科技有限公司