一種采用耦合枝節(jié)加載諧振器的平衡濾波器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微波通信的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種采用耦合枝節(jié)加載諧振器的平衡濾波器。
【背景技術(shù)】
[0002]平衡濾波器自提出以來得到人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注，目前已有不同的結(jié)構(gòu)滿足不同的需求?；趲ё铻V波器和帶通濾波器的綜合設(shè)計(jì)方法，雖然能實(shí)現(xiàn)寬帶，但設(shè)計(jì)較復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)高選擇性。其他一些自身高共模抑制的平衡結(jié)構(gòu)，比如槽線結(jié)構(gòu)、信號(hào)干擾結(jié)構(gòu)等由于在帶外難以引入傳輸零點(diǎn)，通帶選擇性比較平緩?；诙嗄ＶC振器的方法是設(shè)計(jì)寬帶的一個(gè)有效途徑，可以提高濾波器階數(shù)，實(shí)現(xiàn)高選擇性和小型化。然而應(yīng)用在平衡濾波器中的多模諧振器設(shè)計(jì)方案相對(duì)較少，因此，研宄多模寬帶平衡濾波器，設(shè)計(jì)射頻/微波通信頻段高陡峭型平衡濾波器具有極其重要的理論意義、極大的經(jīng)濟(jì)效益和廣闊的應(yīng)用前景。
[0003]平衡濾波器最基本的實(shí)現(xiàn)方式是以枝節(jié)加載結(jié)構(gòu)為代表。通過增加枝節(jié)數(shù)來實(shí)現(xiàn)較寬的帶寬，缺點(diǎn)是差模通帶的選擇性較差、共模阻帶帶寬有限、尺寸較大。為此，一些改進(jìn)型方案被提出，例如2013年華南理工大學(xué)裙慶昕團(tuán)隊(duì)在IEEE Microwave and WirelessComponents Letters 發(fā)表的題為“Differential Wideband Bandpass Filter WithHigh-Selectivity and Common-Mode Suppress1n”文章中，如圖 7 所不。通過米用親合枝節(jié)線和耦合枝節(jié)加載技術(shù)，濾波器的尺寸大大減小，選擇性大大提高。然而這種結(jié)構(gòu)共模抑制仍需改善。
[0004]基于兩路徑信號(hào)同相疊加反相抑制的原理同樣可以實(shí)現(xiàn)較好的共模抑制，如Q Xue 在 IEEE Microwave and Wireless Components Letters 發(fā)表的題為 “A NovelUltra-Wideband Differential Filter Based on Double-Sided ParalIel-StripLine”的文章，如圖8所示。當(dāng)兩條路徑的信號(hào)疊加時(shí)，如果滿足條件=9path2(f。)±2ηπ 和 Gpathl (fQ) = Θ path2 (fQ) 土η π，(η = 1，2，3...)時(shí)，將分別產(chǎn)生一個(gè)通帶和阻帶。基于該方法設(shè)計(jì)的平衡濾波器，在整個(gè)頻率范圍內(nèi)其共模信號(hào)都可以被抑制，但其差模通帶由于沒有傳輸零點(diǎn)邊帶特性比較差。
[0005]另一種實(shí)現(xiàn)平衡濾波器的方法是使用多模微帶諧振器，例如2012年W Q Che.在IEEE Transact1ns on Microwave Theory and Techniques 發(fā)表的題為“Novel WidebandDifferential Bandpass Filters Based on T-Shaped Structure” 文章，如圖 9 所不。T型諧振器的三個(gè)諧振模式形成了差模通帶，同時(shí)共模時(shí)在中心頻率處引入傳輸零點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)共模抑制。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)是共模抑制范圍覆蓋到整個(gè)頻帶，尺寸較小。然而選擇性仍需改善。
[0006]同樣，多模槽線諧振器也可以用于平衡濾波器的設(shè)計(jì)，例如Chen C J在IEEEMicrowave and Wireless Components Letters 發(fā)表的題為“Band-notched balanced UffBBPF with stepped-1mpedance slotline mult1-mode resonator” 文章，如圖 10 所不。通過槽線階梯阻抗諧振器可以實(shí)現(xiàn)多模超寬帶特性。由于共模時(shí)對(duì)稱面處槽線不會(huì)傳輸共模信號(hào)，整個(gè)頻帶共模都達(dá)到很好抑制。此外通過源-負(fù)載耦合，通帶外會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)傳輸零點(diǎn)，選擇性得到一定改善。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種采用耦合枝節(jié)加載諧振器的平衡濾波器，克服現(xiàn)有的多模諧振器難實(shí)現(xiàn)傳輸零點(diǎn)的問題，提出了一種多模諧振器，使得差模時(shí)多模諧振器在帶外產(chǎn)生多個(gè)傳輸零點(diǎn)，且傳輸零點(diǎn)可控，而在共模時(shí)，該多模諧振器會(huì)在通帶內(nèi)產(chǎn)生傳輸零點(diǎn)；克服現(xiàn)有的多階平衡濾波器實(shí)現(xiàn)時(shí)高差損的問題，提供一種采用多模諧振器的設(shè)計(jì)方案；克服平衡濾波器共模抑制實(shí)現(xiàn)難點(diǎn)，應(yīng)用一種共模抑制饋電結(jié)構(gòu)，使得濾波器的設(shè)計(jì)集中在差模通帶的實(shí)現(xiàn)上；克服較高選擇性實(shí)現(xiàn)的難點(diǎn)，提供一種高陡峭性高共模抑制平衡濾波器的實(shí)現(xiàn)方案。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案為:一種采用耦合枝節(jié)加載諧振器的平衡濾波器，包括有鏡像對(duì)稱分布的第一濾波器單元和第二濾波器單元，其中，所述第一濾波器單元包括有第一親合枝節(jié)加載諧振器、第一輸入輸出端口、第二輸入輸出端口，所述第一耦合枝節(jié)加載諧振器由第一耦合枝節(jié)及級(jí)聯(lián)的第一傳輸線和第二傳輸線構(gòu)成，所述第一傳輸線和第二傳輸線平行于第一濾波器單元和第二濾波器單元的對(duì)稱軸，所述第一耦合枝節(jié)垂直于該對(duì)稱軸，并分別與第一傳輸線和第二傳輸線連接，所述第一輸入輸出端口連接有第三傳輸線，該第三傳輸線與第一傳輸線組成輸入輸出端耦合饋線，且該耦合饋線加載有第一枝節(jié)、第二枝節(jié)、第三枝節(jié)，所述第二輸入輸出端口連接有第四傳輸線，該第四傳輸線與第二傳輸線組成輸入輸出端耦合饋線，且該耦合饋線加載有第四枝節(jié)；所述第二濾波器單元包括有第二耦合枝節(jié)加載諧振器、第三輸入輸出端口、第四輸入輸出端口，所述第二耦合枝節(jié)加載諧振器由第二耦合枝節(jié)及級(jí)聯(lián)的第五傳輸線和第六傳輸線構(gòu)成，所述第五傳輸線和第六傳輸線平行于第一濾波器單元和第二濾波器單元的對(duì)稱軸，所述第二耦合枝節(jié)垂直于該對(duì)稱軸，其一端分別與第五傳輸線和第六傳輸線連接，其另一端與上述第一耦合枝節(jié)連接，所述第三輸入輸出端口連接有第七傳輸線，該第七傳輸線與第五傳輸線組成輸入輸出端耦合饋線，且該耦合饋線加載有第五枝節(jié)，所述第五枝節(jié)的一端與第七傳輸線連接，其另一端分別與上述第一枝節(jié)、第二枝節(jié)的一端連接，該第一枝節(jié)的另一端連接于第三傳輸線，該第二枝節(jié)的另一端連接于上述第三枝節(jié)的中心，所述第一枝節(jié)和第五枝節(jié)鏡像對(duì)稱，并與第一濾波器單元和第二濾波器單元同一對(duì)稱軸，所述第二枝節(jié)在該對(duì)稱軸上延伸，所述第三枝節(jié)垂直于該對(duì)稱軸，所述第四輸入輸出端口連接有第八傳輸線，該第八傳輸線與第六傳輸線組成輸入輸出端耦合饋線，且該耦合饋線與上述第四枝節(jié)連接。
[0009]所述第四枝節(jié)由兩段鏡像對(duì)稱的傳輸線連接而成，且該兩段傳輸線與第一濾波器單元和第二濾波器單元同一對(duì)稱軸。
[0010]所述第一耦合枝節(jié)和第二耦合枝節(jié)為短路耦合枝節(jié)或開路耦合枝節(jié)。
[0011]所述第一枝節(jié)、第二枝節(jié)、第三枝節(jié)、第四枝節(jié)、第五枝節(jié)為短路枝節(jié)或開路枝節(jié)。
[0012]所述第一輸入輸出端口、第二輸入輸出端口、第三輸入輸出端口、第四輸入輸出端口為阻抗50 Ω的傳輸線。
[0013]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)與有益效果:
[0014]1、與已有多模諧振器結(jié)構(gòu)相比，本發(fā)明的耦合枝節(jié)加載諧振器，會(huì)在差模帶外產(chǎn)生多個(gè)傳輸零點(diǎn)，且傳輸零點(diǎn)可控。而在共模時(shí)，該多模諧振器會(huì)在通帶內(nèi)產(chǎn)生傳輸零點(diǎn)。
[0015]2、與已有多階平衡濾波器實(shí)現(xiàn)方法相比較，本發(fā)明的耦合枝節(jié)加載諧振器設(shè)計(jì)方案，會(huì)明顯改善通帶差損。
[0016]3、與已有饋電結(jié)構(gòu)相比，采用的耦合饋線枝節(jié)加載結(jié)構(gòu)會(huì)在差模帶內(nèi)引入兩個(gè)傳輸極點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)多階寬帶。同時(shí)該結(jié)構(gòu)會(huì)在共模引入多個(gè)傳輸零點(diǎn)，明顯改善共模抑制效果。
[0017]4、與現(xiàn)有平衡濾波器高選擇性實(shí)現(xiàn)方法相比較，本發(fā)明采用的耦合枝節(jié)加載諧振器，實(shí)現(xiàn)了高陡峭性差模通帶。
[0018]5、由于本發(fā)明平衡濾波器采用平面水平對(duì)稱結(jié)構(gòu)，成本低，特性好，易集成，因此本發(fā)明比較適合集成到移動(dòng)終端設(shè)備系統(tǒng)上。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明采用耦合枝節(jié)加載諧振器的平衡濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為本發(fā)明所使用的介質(zhì)基板示意圖。
[0021]圖3a為本發(fā)明所述平衡濾波器的差模等效電路圖。
[0022]圖3b為本發(fā)明所述平衡濾波器的共模等效電路圖。
[0023]圖4a為本發(fā)明所述平衡濾波器在不同加載時(shí)對(duì)差模通帶影響的曲線圖。
[0024]圖4b為參數(shù)&和K 2對(duì)差模通帶影響的曲線圖。
[0025]圖5a為本發(fā)明所述平衡濾波器在不同加載時(shí)對(duì)共模影響的曲線圖。
[0026]圖5b為本發(fā)明所述平衡濾波器共模等效電路響應(yīng)的變化曲線圖。
[0027]圖6a為本發(fā)明所述平衡濾波器差模響應(yīng)仿真測(cè)量結(jié)果圖。
[0028]圖6b為本發(fā)明所述平衡濾波器共模響應(yīng)仿真測(cè)量結(jié)果圖。
[0029]圖7為【背景技術(shù)】中華南理工大學(xué)褚慶昕團(tuán)隊(duì)的耦合枝節(jié)寬帶平衡濾波器電路圖。
[0030]圖8為【背景技術(shù)】中Q Xue的基于多路徑的平衡帶通濾波器電路圖。
[0031]圖9為【背景技術(shù)】中W Q Che的基于多模諧振器的平衡濾波器電路圖。
[0032]圖10為【背景技術(shù)】中Chen C J的基于槽線多模諧振器的平衡濾波器電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0034]如圖1所示，本實(shí)施例所述的采用耦合枝節(jié)加載諧振器的平衡濾波器，包括有以水平軸00’為對(duì)稱軸鏡像對(duì)稱分布的第一濾波器單元和第二濾波器單元，其中，所述第一濾波器單元包括有第一親合枝節(jié)加載諧振器、第一輸入輸出端口 Al、第二輸入輸出端口 A2，所述第一耦合枝節(jié)加載諧振器由第一耦合枝節(jié)A7及級(jí)聯(lián)的第一傳輸線A3和第二傳輸線A4構(gòu)成，所述第一傳輸線A3和第二傳輸線A4平行于第一濾波器單元和第二濾波器單元的對(duì)稱軸，所述第一耦合枝節(jié)A7垂直于該對(duì)稱軸，并分別與第一傳輸線A3和第二傳輸線A4連接，所述第一輸入輸出端口 Al連接有第三傳輸線A5，該第三傳輸線A5與