【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微波无源器件，特别是一种基于三线耦合的紧凑型超宽带巴伦带通滤波器。
技术介绍
1、近年来，现代无线通信系统的迅猛发展推动了对小型化、低成本、多功能微波器件的需求，其中，巴伦滤波器作为一种集信号滤波和平衡与不平衡信号转换功能于一体的多功能器件，备受关注。高性能的巴伦滤波器有多重优势。首先，它可以显著减小系统尺寸，这在空间有限的情况下尤为重要。其次，高性能的巴伦滤波器可以简化系统设计，使得系统更加高效简洁。此外，高性能的巴伦滤波器还能够提高系统性能，降低系统成本。目前，随着高性能巴伦滤波器的不断涌现，现代无线通信系统将朝着更加低成本、高性能、小型化的方向发展。
2、文献1(f.huang,l.zhu,b.li,y.bo and g.zhang,“ultra-wideband impedancetransforming balun bandpass filter with multilayer liquid crystal polymertechnology,”2020international conference on microwave and millimeter wavetechnology(icmmt),shanghai,china,2020,pp.1-3.)通过多层液晶聚合物技术实现了具有强耦合系数的改进marchand巴伦，这样可以实现出色的巴伦性能和紧凑的尺寸，但制造过程有点复杂。
3、文献2(z.chi,y.rao,z.deng,c.han and x.luo,“wideban
4、文献3(w.wang,y.zheng,y.wu and j.ran,“uniplanarwidebandhigh-selectivity filtering full-band-isolation baluns using novel out-of-phasematching phase shifters,”ieee trans.circuits syst.ii:exp.briefs,vol.69,no.3,pp.954-958,mar.2022.)基于同相滤波功分器输出端与两个移相器的级联设计了具有高选择性的宽带巴伦带通滤波器。然而，电路的级联使得最终电路的占用尺寸并不是很紧凑。
5、当前技术存在的核心问题是：巴伦滤波器在实现工作带宽大、端口匹配特性好、幅度和相位偏差小、尺寸紧凑等特性之间无法达到平衡，这阻碍了其在现代无线通信系统中的应用和推广。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于上述现有技术中的不足，提供一种基于三线耦合的紧凑型超宽带巴伦带通滤波器，其结构简单、工作带宽大、端口匹配特性好、幅度和相位偏差小、尺寸紧凑。
2、实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种基于三线耦合的紧凑型超宽带巴伦带通滤波器，所述巴伦带通滤波器包括第一矩形介质基板和第二矩形介质基板；所述第一矩形介质基板的下表面设置输入馈线电路层，上表面设置金属开槽接地板；所述第二矩形介质基板的上表面设置输出馈线电路层；
3、所述输入馈线电路层包括输入端口馈线，所述输入端口馈线包括依次连接的第一50ω微带线导带、第一四分之一波长阻抗匹配线和四分之一波长中心耦合短路线，所述输入端口馈线的输入端为第一50ω微带线导带的输入端，所述输入端口馈线的末端为所述四分之一波长中心耦合短路线的短路端；
4、所述第一矩形介质基板设有贯穿第一矩形介质基板的组合金属化过孔，该组合金属化过孔用于四分之一波长中心耦合短路线的末端即短路端短路；
5、所述输出馈线电路层包括第一半波长输出端耦合线和第二半波长输出端耦合线；所述第一半波长输出端耦合线包括依次连接的第二50ω微带线导带、第二四分之一波长阻抗匹配线和四分之一波长开路耦合线；所述第二半波长输出端耦合线包括依次连接的第三50ω微带线导带、四分之一波长连接耦合线和四分之一波长开路线；
6、所述金属开槽接地板的中部设有矩形蚀刻槽线；
7、所述第一矩形介质基板和第二矩形介质基板依次从下至上排列组成双层pcb板；
8、工作时，信号由输入端口馈线进入，通过第一四分之一波长阻抗匹配线到达四分之一波长短路耦合线，经金属开槽接地板平行耦合到四分之一波长开路耦合线和四分之一波长连接耦合线上，分别激励第一半波长输出端耦合线和第二半波长输出端耦合线的谐振后，经第二50ω微带线导带和第三50ω微带线导带输出等幅反相信号。
9、进一步地，所述第一50ω微带线导带的一端作为输入端，位于所述第一矩形介质基板其中一个宽边的边缘且与该宽边垂直，另一端与第一四分之一波长阻抗匹配线的一端相连；所述第一四分之一波长阻抗匹配线的布局呈s型弯折；所述第一四分之一波长阻抗匹配线的另一端与四分之一波长的中心耦合短路线的输入端连接。
10、进一步地，所述第二50ω微带线导带的一端作为第一输出端，该第一输出端位于所述第二矩形介质基板其中一个长边的边缘且与该长边垂直，所述第二50ω微带线导带的另一端与第二四分之一波长阻抗匹配线的一端相连，所述第二四分之一波长阻抗匹配线的另一端与四分之一波长开路耦合线的输入端连接；所述第二四分之一波长阻抗匹配线与四分之一波长开路耦合线的布局呈u型弯折，且u型开口方向与第二矩形介质基板的长边平行。
11、进一步地，所述第三50ω微带线导带的一端作为第二输出端，位于所述第二矩形介质基板其中一个宽边的边缘且与该宽边垂直，所述第三50ω微带线导带的另一端与四分之一波长连接耦合线的一端相连；所述四分之一波长连接耦合线的另一端与四分之一波长开路线相连；所述第三50ω微带线导带、四分之一波长连接耦合线和四分之一波长开路线的布局使第二输出端口馈线呈u型弯折，该u型弯折的开口方向与所述第二四分之一波长阻抗匹配线与四分之一波长开路耦合线形成的u型弯折的开口方向相同。
12、进一步地，所述四分之一波长中心耦合短路线为矩形结构，所述矩形蚀刻槽线的长边对称面与四分之一波长中心耦合短路线的长边对称面、四分之一波长开路耦合线与四分之一波长连接耦合线的对称面重合。
13、进一步地，所述四分之一波长中心耦合短路线的宽度，四分之一波长开路耦合线和四分之一波长连接耦合线的宽度和平行间距，以及矩形蚀刻槽线的宽度均可调，用于共同调节三线耦合结构的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于三线耦合的紧凑型超宽带巴伦带通滤波器，其特征在于，所述巴伦带通滤波器包括第一矩形介质基板(5)和第二矩形介质基板(6)；所述第一矩形介质基板(5)的下表面设置输入馈线电路层，上表面设置金属开槽接地板(4)；所述第二矩形介质基板(6)的上表面设置输出馈线电路层；
2.根据权利要求1所述的基于三线耦合的紧凑型超宽带巴伦带通滤波器，其特征在于，所述第一50Ω微带线导带(11)的一端作为输入端，位于所述第一矩形介质基板(5)其中一个宽边的边缘且与该宽边垂直，另一端与第一四分之一波长阻抗匹配线(12)的一端相连；所述第一四分之一波长阻抗匹配线(12)的布局呈S型弯折；所述第一四分之一波长阻抗匹配线(12)的另一端与四分之一波长的中心耦合短路线(13)的输入端连接。
3.根据权利要求1或2所述的基于三线耦合的紧凑型超宽带巴伦带通滤波器，其特征在于，所述第二50Ω微带线导带(21)的一端作为第一输出端，该第一输出端位于所述第二矩形介质基板(6)其中一个长边的边缘且与该长边垂直，所述第二50Ω微带线导带(21)的另一端与第二四分之一波长阻抗匹配线(22)的一端
4.根据权利要求3所述的基于三线耦合的紧凑型超宽带巴伦带通滤波器，其特征在于，所述第三50Ω微带线导带(31)的一端作为第二输出端，位于所述第二矩形介质基板(6)其中一个宽边的边缘且与该宽边垂直，所述第三50Ω微带线导带(31)的另一端与四分之一波长连接耦合线(32)的一端相连；所述四分之一波长连接耦合线(32)的另一端与四分之一波长开路线(33)相连；所述第三50Ω微带线导带(31)、四分之一波长连接耦合线(32)和四分之一波长开路线(33)的布局使第二输出端口馈线(3)呈U型弯折，该U型弯折的开口方向与所述第二四分之一波长阻抗匹配线(22)与四分之一波长开路耦合线(23)形成的U型弯折的开口方向相同。
5.根据权利要求4所述的基于三线耦合的紧凑型超宽带巴伦带通滤波器，其特征在于，所述四分之一波长中心耦合短路线(13)为矩形结构，所述矩形蚀刻槽线(41)的长边对称面与四分之一波长中心耦合短路线(13)的长边对称面、四分之一波长开路耦合线(23)与四分之一波长连接耦合线(32)的对称面重合。
6.根据权利要求5所述的基于三线耦合的紧凑型超宽带巴伦带通滤波器，其特征在于，所述四分之一波长中心耦合短路线(13)的宽度，四分之一波长开路耦合线(23)和四分之一波长连接耦合线(32)的宽度和平行间距，以及矩形蚀刻槽线(41)的宽度均可调，用于共同调节三线耦合结构的耦合强度，从而控制巴伦滤波器的工作带宽。
7.根据权利要求6所述的基于三线耦合的紧凑型超宽带巴伦带通滤波器，其特征在于，所述四分之一波长开路耦合线(23)与四分之一波长连接耦合线(32)的尺寸相同，决定通带中心频率处的传输极点位置。
8.根据权利要求7所述的基于三线耦合的紧凑型超宽带巴伦带通滤波器，其特征在于，所述第二四分之一波长阻抗匹配线(22)的长度可调，用于调节输出信号的反相相差。
9.根据权利要求8所述的基于三线耦合的紧凑型超宽带巴伦带通滤波器，其特征在于，所述第二四分之一波长阻抗匹配线(22)与四分之一波长开路线(33)的宽度可调，用于调节输出信号的幅度差。
...【技术特征摘要】
1.一种基于三线耦合的紧凑型超宽带巴伦带通滤波器，其特征在于，所述巴伦带通滤波器包括第一矩形介质基板(5)和第二矩形介质基板(6)；所述第一矩形介质基板(5)的下表面设置输入馈线电路层，上表面设置金属开槽接地板(4)；所述第二矩形介质基板(6)的上表面设置输出馈线电路层；
2.根据权利要求1所述的基于三线耦合的紧凑型超宽带巴伦带通滤波器，其特征在于，所述第一50ω微带线导带(11)的一端作为输入端，位于所述第一矩形介质基板(5)其中一个宽边的边缘且与该宽边垂直，另一端与第一四分之一波长阻抗匹配线(12)的一端相连；所述第一四分之一波长阻抗匹配线(12)的布局呈s型弯折；所述第一四分之一波长阻抗匹配线(12)的另一端与四分之一波长的中心耦合短路线(13)的输入端连接。
3.根据权利要求1或2所述的基于三线耦合的紧凑型超宽带巴伦带通滤波器，其特征在于，所述第二50ω微带线导带(21)的一端作为第一输出端，该第一输出端位于所述第二矩形介质基板(6)其中一个长边的边缘且与该长边垂直，所述第二50ω微带线导带(21)的另一端与第二四分之一波长阻抗匹配线(22)的一端相连，所述第二四分之一波长阻抗匹配线(22)的另一端与四分之一波长开路耦合线(23)的输入端连接；所述第二四分之一波长阻抗匹配线(22)与四分之一波长开路耦合线(23)的布局呈u型弯折，且u型开口方向与第二矩形介质基板(6)的长边平行。
4.根据权利要求3所述的基于三线耦合的紧凑型超宽带巴伦带通滤波器，其特征在于，所述第三50ω微带线导带(31)的一端作为第二输出端，位于所述第二矩形介质基板(6)其中一个宽边的边缘且与该宽边垂直，所述第三50ω微带线导带(31)的另一端与四分之一波长连接耦合线(32)的一端相连；所...
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