一种微带滤波器的制作方法

专利2022-11-17  34


本实用新型涉及无线通信领域,特别涉及一种微带滤波器。



背景技术:

滤波器是一种常用的无线微波通信器件,主要作用是通过有用信号,滤除衰减无用信号。微带滤波器是一种常用的滤波器形式,主要结构用平行耦合形式、发夹形式、开环形式、梳状线及叉指结构形式等,微带滤波器具有体积小,易加工实现,有利于电路集成等优点。

如图1所示,3阶微带线方形滤波器示意图,左右两端为输入输出端口,中间为3个谐振单元,谐振单元呈方形,中间有缝隙,形成开路。谐振单元长度约为滤波器工作频率的二分之一波长。此谐振单元等效为lc并联谐振电路,谐振单元间的缝隙等效为电容,彼此间进行电磁耦合。输入输出端通过抽头的形式耦合电磁波进入谐振单元,抽头线类似于变压器电路。

当输入信号等于工作频率时,电路谐振,各支路电抗很大,信号大部分通过主路输出;反之,当输入信号偏离工作频率时,由于电路不谐振,各支路电抗较小,信号大部分通过支路衰减到地,少部分信号通过主路输出。但是目前的微带线方形滤波器要达到需要的信号传输效果,需要的尺寸较大,不利于电路小型化设计。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于提供一种相对于微带线方形滤波器尺寸更小的微带滤波器。

为了实现上述目的,本实用新型采用的基础方案是一种微带滤波器,包括一个介质基板和设置在介质基板一侧的谐振单元层,谐振单元层内设置有位于两侧的输入微带线和输出微带线,上述输入微带线和输出微带线之间按输入微信线到输出微带线的方向上排列有至少两个谐振单元,相邻的谐振单元之间、谐振单元与输入微带线、输出微带线之间设置有间隙;

上述谐振单元包括左部、中部和右部,上述左部相对于中部与右部对称设置,上述左部和右部为开环的环形微带线,开口位置均位于其中间位置;

其中,上述左部和右部开口处的相对的微带线端头中,其中一对端头通过中部通路微带线连接,另一对端头之间设置中间断开的中部断路微带线;

相邻的上述谐振单元中部的中部断路微带线处于其中间的位置相反。

这样将整个谐振单元构成一个弯折、两侧大中间小的开环结构,即谐振单元的两端开路。

通过设置上述的微带滤波器,采用上述的谐振单元,耦合形成滤波器,比常规的方形滤波器尺寸小很多,实现电路小型化,具有极大的应用前景。

进一步地是,上述左部或右边为矩形结构。

进一步地是,上述左部、右部和中部形成h字形结构。

这样构造h字形结构,使布置能更加规整、方便的布置。

进一步地是,上述中部断路微带线中间断开的缝隙之间的间距≥谐振单元之间的间距。这里的缝隙间距相当于电容,谐振单元间距相当于耦合电容,这样设置使本滤波器效果更好。

进一步地是,上述左部到右部之间的最短距离>谐振单元到输入微带线的最短距离。

进一步地是,上述输入微带线的输入端口位于输入微带线的一端,上述输出微带线的输入端口位于输出微带线的一端。

进一步地是,上述输入端口连接有输入端口微带线,上述输出端口连接有输出端口微带线,上述输入端口微带线与输出端口微带线位于同一直线上。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的说明。本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显。或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来辅助对本实用新型的理解,附图中所提供的内容及其在本实用新型中有关的说明可用于解释本实用新型,但不构成对本实用新型的不当限定。

在附图中:

图1为用于说明传统的微带线方形滤波器的示意图;

图2为用于说明微带滤波器的分层结构;

图3为用于说明本实施例一的微带线滤波器的示意图;

图4为用于说明本实施例二的微带线滤波器的示意图;

图中标记:1-介质基板、2-输入微带线、3-输出微带线、4-谐振单元、410-左部、420-中部、430-右部。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行清楚、完整的说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本实用新型。在结合附图对本实用新型进行说明前,需要特别指出的是:

本实用新型中在包括下述说明在内的各部分中所提供的技术方案和技术特征,在不冲突的情况下,这些技术方案和技术特征可以相互组合。

此外,下述说明中涉及到的本实用新型的实施例通常仅是本实用新型一分部的实施例,而不是全部的实施例。因此,基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本实用新型保护的范围。

关于本实用新型中术语和单位。本实用新型的说明书和权利要求书及有关的部分中的术语“包括”以及它的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。

如图2和3,实施例一:一种微带滤波器,包括一个介质基板1和设置在介质基板1一侧的谐振单元4层,谐振单元4层内设置有位于两侧的输入微带线2和输出微带线3,上述输入微带线2和输出微带线3之间按输入微信线到输出微带线3的方向上排列有两个谐振单元4,相邻的谐振单元4之间、谐振单元4与输入微带线1、输出微带线3之间设置有间隙;

上述谐振单元4包括左部410、中部420和右部430,上述左部410相对于中部420与右部430对称设置,上述左部410和右部430为开环的环形微带线,开口位置均位于其中间位置;

其中,上述左部410和右部430开口处的相对的微带线端头中,其中一对端头通过中部420通路微带线连接,另一对端头之间设置中间断开的中部420断路微带线;

相邻的上述谐振单元4中部420的中部420断路微带线处于其中间420的位置相反。

这样将整个谐振单元4构成一个弯折、两侧大中间小的开环结构,即谐振单元4的两端开路。通过设置上述的微带滤波器,采用上述的谐振单元4,耦合形成滤波器,比常规的方形滤波器尺寸小很多,实现电路小型化,具有极大的应用前景。

左部410或右边为矩形结构。左部410、右部430和中部420形成h字形结构。这样构造h字形结构,使布置能更加规整、方便的布置。

上述中部420断路微带线中间断开的缝隙之间的间距≥谐振单元4之间的间距。上述左部410到右部430之间的最短距离>谐振单元4到输入微带线2的最短距离。

上述输入微带线2的输入端口位于输入微带线2的一端,上述输出微带线3的输入端口位于输出微带线3的一端。上述输入端口连接有输入端口微带线210,上述输出端口连接有输出端口微带线310,上述输入端口微带线210与输出端口微带线310位于同一直线上。

波器由3个谐振单元4和两输入输出微带线3组成,谐振单元4为一两端开路的微带线谐振单元4,呈h形,谐振单元4由微带线弯折成h形,谐振单元4彼此通过缝隙进行耦合。输入输出端通过缝隙和谐振单元4进行耦合,缝隙等效为电容器。

谐振单元4的长度约等于工作频率的二分之一波长,等效为lc并联谐振电路。此滤波器的原理和微带方形滤波器类似。

经过仿真分析,由于谐振单元4弯折成h形,所以在相同面积情况下,谐振单元4的长度大于一般的方形谐振单元4。

由于频率和波长成反比,所以波长越长,工作频率越低。因此在同样尺寸下,h形微带线的滤波器可以工作在更低的工作频率,实现了滤波器的小型化。

上述的谐振单元4的线宽决定其阻抗,而阻抗由其最佳品质因数决定,存在一最佳宽度;本滤波器的输入、输出微带线3宽满足等于50欧阻抗。

如图4,实施例二:与实施例一不同的是,本实施例的谐振单元4的个数为三个。

以上对本实用新型的有关内容进行了说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本实用新型。基于本实用新型的上述内容,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本实用新型保护的范围。


技术特征:

1.一种微带滤波器,其特征在于,包括一个介质基板和设置在介质基板一侧的谐振器层,谐振器层内设置有位于两侧的输入微带线和输出微带线,所述输入微带线和输出微带线之间按输入微信线到输出微带线的方向上排列有至少两个谐振单元,相邻的谐振单元之间、谐振单元与输入微带线、输出微带线之间设置有间隙;

所述谐振单元包括左部、中部和右部,所述左部相对于中部与右部对称设置,所述左部和右部为开环的环形微带线,开口位置均位于其中间位置;

其中,所述左部和右部开口处的相对的微带线端头中,其中一对端头通过中部通路微带线连接,另一对端头之间设置中间断开的中部断路微带线;

相邻的所述谐振单元中部的中部断路微带线处于其中间的位置相反。

2.如权利要求1所述的一种微带滤波器,其特征在于,所述左部或右边为矩形结构。

3.如权利要求2所述的一种微带滤波器,其特征在于,所述左部、右部和中部形成h字形结构。

4.如权利要求1所述的一种微带滤波器,其特征在于,所述中部断路微带线中间断开的缝隙之间的间距≥谐振单元之间的间距。

5.如权利要求1所述的一种微带滤波器,其特征在于,所述左部到右部之间的最短距离>谐振单元到输入微带线的最短距离。

6.如权利要求1所述的一种微带滤波器,其特征在于,所述输入微带线的输入端口位于输入微带线的一端,所述输出微带线的输入端口位于输出微带线的一端。

7.如权利要求6所述的一种微带滤波器,其特征在于,所述输入端口连接有输入端口微带线,所述输出端口连接有输出端口微带线,所述输入端口微带线与输出端口微带线位于同一直线上。

技术总结
本实用新型涉及无线通信领域,特别涉及一种微带滤波器,包括一个介质基板和谐振单元层,输入微带线和输出微带线之间排列有至少两个谐振单元,相邻的谐振单元之间、谐振单元与输入微带线、输出微带线之间设置有间隙;谐振单元包括左部、中部和右部,左部相对于中部与右部对称设置,左部和右部为开环的环形微带线;左部和右部开口处的相对的微带线端头中,一对端头通过中部通路微带线连接,另一对端头之间设置中间断开的中部断路微带线;相邻的谐振单元中部的中部断路微带线处于其中间的位置相反。通过设置上述的微带滤波器,采用上述的谐振单元,耦合形成滤波器,比常规的方形滤波器尺寸小很多,实现电路小型化,具有极大的应用前景。

技术研发人员:唐世鸿;夏运强
受保护的技术使用者:成都信息工程大学
技术研发日:2020.08.25
技术公布日:2021.04.06

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