一种基于螺旋谐振器的小型化宽带带通滤波器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于螺旋谐振器的小型化宽带带通滤波器，采用微带形式实现，包括微带基片、底层地和顶层微带电路，其中，微带基片形成于底层地之上，顶层微带电路形成于微带基片之上；其中，顶层微带电路包括输入抽头、输出抽头和谐振器列，该谐振器列连接于输入抽头与输出抽头之间。本发明专利技术采用嵌套耦合大大增加了谐振器间的耦合强度，配合抽头式馈电方式，易于实现宽带带通滤波器。本发明专利技术提出谐振器结构简单、紧凑，便于加工制作，适用于微波集成电路。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微带滤波器
，特别涉及一种基于螺旋谐振器的小型化宽带带通滤波器。
技术介绍
滤波器是无线通信系统中用于抑制干扰信号不可或缺的重要无源器件。随着无线通信的快速发展，对于通信信道容量的要求与日俱增，需要使用宽带信号处理的宽带滤波器来提高整个系统的信道容量。在通信的微波/射频设备中，频宽通常以赫兹(Hz)来表示。从带宽角度，相对带宽大于20％或绝对带宽大于1GHz属于宽带滤波器。其中，相对带宽BW＝(f2-f1)/f0。f2和f1分别为通带的上下截止频率，f0为中心频率。微带实现的宽带滤波器大多采用交叉指或者梳状线结构来实现，但这类滤波器均需要接地，在系统集成时为面临不可避免的其他电路的干扰。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种基于螺旋谐振器的小型化宽带带通滤波器，以解决传统宽带滤波器难以避免接地的问题，增加谐振器间耦合强度，减小滤波器尺寸。(二)技术方案为达到上述目的，本专利技术提供了一种基于螺旋谐振器的小型化宽带带通滤波器，该小型化宽带带通滤波器采用微带形式实现，包括微带基片、底层地和顶层微带电路，其中，微带基片形成于底层地之上，顶层微带电路形成于微带基片之上；其中，顶层微带电路包括输入抽头5、输出抽头6和谐振器列，该谐振器列连接于输入抽头5与输出抽头6之间。上述方案中，所述输入抽头5或输出抽头6为特征阻抗50欧姆的传输线。上述方案中，所述输入抽头5或输出抽头6与该谐振器列之间采用渐变的传输线。上述方案中，所述谐振器列包括多个平行耦合结构的谐振器单元，每个谐振器单元包括两个相互嵌套耦合的螺旋谐振器。所述螺旋谐振器采用均匀阻抗传输线或阶梯阻抗传输线，其电长度在中心频率处为1/2波长。所述多个平行耦合结构的谐振器单元在空间上上下错开一定位置，使所有谐振器单元中的第一个螺旋谐振器处于同一水平位置。上述方案中，所述微带基片的相对介电常数1-100，厚度为0.05-5mm。上述方案中，该小型化宽带带通滤波器采用直连馈电方式或耦合馈电方式。(三)有益效果从上述技术方案可以看出，本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术提供的基于螺旋谐振器的小型化宽带带通滤波器，由于采用螺旋结构，和传统的1/2波长发夹式谐振器相比，尺寸大大减小。2、本专利技术提供的基于螺旋谐振器的小型化宽带带通滤波器，螺旋结构能够实现嵌套耦合，大大增强了谐振器间的耦合强度，易于实现宽带特性。3、本专利技术提供的基于螺旋谐振器的小型化宽带带通滤波器，由于每两个谐振器嵌套耦合，当滤波器阶数每增加两阶只大约增加一个谐振器面积，提高阻带抑制的同时增加了较小尺寸。附图说明图1是依照本专利技术实施例的基于螺旋谐振器的小型化宽带带通滤波器的示意图。图2是图1所示的小型化宽带带通滤波器中谐振器单元的示意图。图3是图2所示的谐振器单元中螺旋谐振器的示意图。图4是图1所示的小型化宽带带通滤波器中两个谐振器单元平行耦合的示意图。图5是对图1所示的小型化宽带带通滤波器进行仿真测试的结果图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。如图1所示，本专利技术提供了一种基于螺旋谐振器的小型化宽带带通滤波器，采用微带形式实现，包括微带基片、底层地和顶层微带电路，其中，微带基片形成于底层地之上，顶层微带电路形成于微带基片之上；其中，顶层微带电路包括输入抽头5、输出抽头6和谐振器列，该谐振器列连接于输入抽头5与输出抽头6之间。微带基片的相对介电常数1-100，厚度为0.05-5mm。该小型化宽带带通滤波器采用直连馈电方式或耦合馈电方式。其中，该谐振器列包括多个平行耦合结构的谐振器单元，每个谐振器单元包括两个相互嵌套耦合的螺旋谐振器，如图2所示。所述螺旋谐振器采用均匀阻抗传输线或阶梯阻抗传输线，其电长度在中心频率处为1/2波长。所述多个平行耦合结构的谐振器单元在空间上上下错开一定位置，使所有谐振器单元中的第一个螺旋谐振器处于同一水平位置。对该谐振器列而言，螺旋谐振器从左至右，第(2N+1)个谐振器和第(2N+2)个谐振器相嵌套(N＝0，1，2...)，滤波器阶数每增加两阶约增加1个谐振器的面积，大大减小了滤波器的尺寸。第(2N+1)(N＝0，1，2...)个谐振器和第(2N+2)个谐振器相嵌套，一方面实现较强的耦合，另一方面较大地减小了滤波器面积。采用嵌套耦合大大增加了谐振器间的耦合强度，配合抽头式馈电方式，易于实现宽带带通滤波器。螺旋谐振器的个数根据所选滤波器阶数而定。螺旋谐振器的折叠圈数由工艺精度、频段等确定。输入抽头5或输出抽头6为特征阻抗50欧姆的传输线。输入抽头5或输出抽头6与该谐振器列之间采用渐变的传输线。输入抽头和输出抽头的位置由所选定带宽、阶数和回波损耗决定。本实施例中，基片相对介电常数3.55，厚度0.508mm。如图1所示，图1是依照本专利技术实施例的基于螺旋谐振器的小型化宽带带通滤波器的示意图，本实施例为利用螺旋谐振器实现的6阶带通滤波器，中心频率6.6GHz，相对带宽25％，初始设计回拨损耗-20dB。根据查表计算得到耦合系数K12＝K56＝0.215，K23＝K45＝0.154，K34＝0.146。其中，数字代表从左至右谐振器顺序。如K12表示第一个谐振器和第二个谐振器的耦合系数，其他以此类推。有载品质因子Qex＝3.85，其决定抽头位置T。图1中，6阶带通滤波器由输入抽头5、输出抽头6、第一谐振器7、第二谐振器8、第三谐振器9、第四谐振器10、第五谐振器11和第六谐振器12构成。第一谐振器7和第二谐振器8的耦合间距0.375mm，第二谐振器8和第三谐振器9的耦合间距0.15mm，第三谐振器9和第四谐振器10的耦合间距0.225mm，第四谐振器10和第五谐振器11的耦合间距0.15mm，第五谐振器11和第六谐振器12的耦合间距0.375mm。图2是图1所示的小型化宽带带通滤波器中谐振器单元的示意图。如图2所示，在谐振器单元中两个螺旋谐振器采用嵌套式耦合结构。谐振器1和谐振器2关于中心奇对称，改变间距S1可以调节耦合系数。在以下叙述中嵌套式耦合结构的耦合间距指S1。图3是图2所示的谐振器单元中螺旋谐振器的示意图。螺旋谐振器电长度在中心频率处为1/2波长，传输线宽本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于螺旋谐振器的小型化宽带带通滤波器，其特征在于，该小型化宽带带通滤波器采用微带形式实现，包括微带基片、底层地和顶层微带电路，其中，微带基片形成于底层地之上，顶层微带电路形成于微带基片之上；其中，顶层微带电路包括输入抽头(5)、输出抽头(6)和谐振器列，该谐振器列连接于输入抽头(5)与输出抽头(6)之间。

【技术特征摘要】
1.一种基于螺旋谐振器的小型化宽带带通滤波器，其特征在于，该
小型化宽带带通滤波器采用微带形式实现，包括微带基片、底层地和顶层
微带电路，其中，微带基片形成于底层地之上，顶层微带电路形成于微带
基片之上；其中，顶层微带电路包括输入抽头(5)、输出抽头(6)和谐
振器列，该谐振器列连接于输入抽头(5)与输出抽头(6)之间。
2.根据权利要求1所述的基于螺旋谐振器的小型化宽带带通滤波器，
其特征在于，所述输入抽头(5)或输出抽头(6)为特征阻抗50欧姆的
传输线。
3.根据权利要求1所述的基于螺旋谐振器的小型化宽带带通滤波器，
其特征在于，所述输入抽头(5)或输出抽头(6)与该谐振器列之间采用
渐变的传输线。
4.根据权利要求1所述的基于螺旋谐振器的小型化宽带带通滤波器，
其特征在于，所述谐振器...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜泽保，杨浩，张海英，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11