專利名稱：同軸線低通濾波器及其幅頻特性改善的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線射頻技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種改善同軸線低通濾波器 幅頻特性的方法及同軸線低通濾波器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中提供的同軸線低通濾波器，其模型如圖l所示，其中細(xì)的 內(nèi)導(dǎo)體(直徑小的)或稱高阻抗線等效為串聯(lián)的電感，粗的內(nèi)導(dǎo)體(直徑 大的)或稱低阻抗線等效為并聯(lián)的電容，通過同軸線內(nèi)導(dǎo)體直徑大小的交
替變化，實(shí)現(xiàn)低通濾波性能。同軸線低通濾波器可等效成有若千串if關(guān)電感 與若干接地電容構(gòu)成的電路模型，如圖2所示，這些等效電感和電容構(gòu)成 諧振回路，在低頻段信號(hào)衰減較小，而在高頻段信號(hào)衰減較大，使得低頻 信號(hào)可通過，而高頻信號(hào)被阻止，以完成傳輸濾波功能。
如圖3所示，圖3為這種同軸線濾波器的傳輸幅頻特性曲線，在低頻 段，如0-2GHz頻段的信號(hào)能順利通過，該頻段稱通帶；頻率高于2GHZ的 信號(hào)隨頻率的升高，衰減會(huì)越來越大，稱頻率高于2GHz的頻段為阻帶。
同軸線低通濾波器，具有耐大功率，通帶內(nèi)信號(hào)衰減小的優(yōu)點(diǎn)，常被 運(yùn)用于發(fā)射濾波器中，使得大功率的發(fā)射信號(hào)可通過，而比發(fā)射信號(hào)頻率 更高的無用信號(hào)得到抑制。
傳輸零點(diǎn)是指信號(hào)出現(xiàn)突變且衰減幅度明顯的頻點(diǎn)，在幅頻特性曲線 上表現(xiàn)為波谷，如圖4所示，圖4中示出的幅頻特性曲線中具有三個(gè)傳輸零 點(diǎn)。傳輸零點(diǎn)能夠提高濾波器對(duì)信號(hào)的衰減度，低通濾波器的傳輸零點(diǎn)通 常采用孩i帶線或帶狀線實(shí)現(xiàn)。
現(xiàn)有技術(shù)中的同軸線低通濾波器不具有傳輸零點(diǎn)性能，現(xiàn)有的同軸線 低通濾波器在需要對(duì)高頻段信號(hào)有更高的抑制度時(shí)，通常只能通過增加低 通濾波器的節(jié)數(shù)來實(shí)現(xiàn)，以及在外導(dǎo)體直徑一定情況下，減小高阻抗線的 直徑，增大低阻抗的直徑，從而改善高頻段的幅頻特性。
但是，增加濾波器節(jié)數(shù)意味著增加濾波器體積和成本；減小高阻抗線 的直徑，增大低阻抗的直徑，會(huì)增加加工的難度。而具備傳輸零點(diǎn)的微帶線或帶狀線低通濾波器，插入損耗太大，或者體積太大，難以運(yùn)用到天饋 系統(tǒng)前段的發(fā)射通道中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例4是供一種同軸線低通濾波器以及改善同軸線^[氐通濾波 器幅頻特性的方法，可得到更好的濾波性能。
本發(fā)明實(shí)施例提供一種同軸線低通濾波器，該同軸線低通濾波器的至
少兩低阻抗線段相互靠近至預(yù)定距離，包括
耦合模塊，設(shè)置在相互靠近至預(yù)定距離的所述兩低阻抗線段之間，在
所述兩低阻抗線段之間產(chǎn)生耦合電容，該耦合電容與所述兩低阻抗線段之
間的高阻抗線段等效的電感構(gòu)成諧振回路；
所迷諧振回路的諧振頻率高于該低通濾波器的低通截止頻率。 本發(fā)明實(shí)施例還提供一種改善同軸線低通濾波器幅頻特性的方法，包
括
在同軸線低通濾波器的兩低阻抗線段產(chǎn)生耦合電容，該耦合電容與所 述兩低阻抗線段之間的高阻抗線段等效的電感構(gòu)成諧振回路；
調(diào)整所述耦合電容的值，使得所述諧振回路的諧振頻率高于該低通濾 波器的低通截止頻率。
本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案中，在同軸線低通濾波器的兩相鄰低阻 抗線段(電容)之間設(shè)置耦合模塊(如金屬探針或微帶)，產(chǎn)生耦合電容， 該耦合電容與高阻抗線段等效電感構(gòu)成并聯(lián)諧振回路，以實(shí)現(xiàn)傳輸零點(diǎn)， 在高于該低通濾波器低通截止頻率的高頻段產(chǎn)生傳輸零點(diǎn)，改善同軸線低 通濾波器幅頻特性，得到更好的濾波性能。由此可知，本發(fā)明l是供的這種 同軸線低通濾波器具有更好的濾波性能。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的同軸線低通濾波器形狀示意圖2為現(xiàn)有技術(shù)中的同軸線低通濾波器等效電路模型；
圖3為現(xiàn)有技術(shù)中的同軸線濾波器的傳輸幅頻特性曲線；
圖4為現(xiàn)有技術(shù)中具有傳輸零點(diǎn)的同軸線濾波器的傳輸幅頻特性曲
線；圖5為本發(fā)明提供的同軸線低通濾波器傳輸零點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)原理示意圖； 圖6a為本發(fā)明實(shí)施例中提供的同軸線低通濾波器結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6b為本發(fā)明實(shí)施例中提供的同軸線低通濾波器等效電路才莫型； 圖7a為本發(fā)明實(shí)施例中提供的同軸線低通濾波器結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7b為本發(fā)明實(shí)施例中提供的同軸線低通濾波器等效電3各模型； 圖8為本發(fā)明實(shí)施例中提供的改善同軸線低通濾波器幅頻特性的方法 流程圖9為本發(fā)明實(shí)施例中提供的同軸線低通濾波器結(jié)構(gòu)示意圖； 圖10為本發(fā)明實(shí)施例中的同軸線低通濾波器仿真測(cè)試曲線。
具體實(shí)施例方式
為了改善同軸線低通濾波器幅頻特性，可在同軸線低通濾波器的兩低 阻抗線段(即較粗的線段)之間產(chǎn)生耦合電容C4，如圖5所示，兩低阻抗 線段可等效為電容C1、 C2，該耦合電容C4與所述兩低阻抗線段之間的高阻 抗線l殳等效的電感L1構(gòu)成并聯(lián)諧振回路LC1,該并聯(lián)諧振回路LC1在諧振頻 率上表現(xiàn)出來的阻抗理論上為無窮大，將該并聯(lián)諧振回路LC1串聯(lián)在低通 濾波器主通道上時(shí)，傳輸幅頻特性曲線會(huì)在并聯(lián)諧振回路的諧振頻率上出 現(xiàn)傳輸零點(diǎn)。
另外，還可在低阻抗線段(等效電容C2)串聯(lián)等效電感L3， C2與等 效電感L3構(gòu)成串聯(lián)諧振回路LC2,串聯(lián)諧振回路LC2在諧振頻率上表現(xiàn)出 來的阻抗理論上為無窮小，將串聯(lián)諧振回路LC2并聯(lián)在低通濾波器主通道 上時(shí)，傳輸幅頻特性曲線在串聯(lián)諧振回路的諧振頻率上會(huì)出艱傳輸零點(diǎn)。
實(shí)施例一
本發(fā)明實(shí)施例中，通過在同軸線低通濾波器的主通道上構(gòu)建一并聯(lián)諧 振回路，即通過在兩低阻抗線段之間產(chǎn)生耦合電容與高阻抗線段等效電感 來構(gòu)建并聯(lián)諧振回路，以實(shí)現(xiàn)傳輸零點(diǎn)。
本發(fā)明實(shí)施例中，在低通濾波器主通道的兩低阻抗線段(等效為電容) 之間設(shè)置耦合模塊，以在兩低阻抗線段之間產(chǎn)生的耦合電容，這兩低阻抗 線段可以是相鄰的低阻抗線段，如圖6a所示，也可以是不相鄰的低阻抗 線段，如圖7a所示。在兩低阻抗線產(chǎn)生耦合得到一個(gè)耦合電容，需要讓低阻抗線周圍的電 場(chǎng)產(chǎn)生耦合。具體地，將兩低阻抗線段相互靠近至預(yù)定距離，然后在兩低 阻抗線段之間設(shè)置金屬探針或采用微帶或帶狀線將所述兩低阻抗線段連
接在一起。如圖6a所示，為在相鄰的兩低阻抗線段之間設(shè)置金屬探針的 示意圖，其等效電路圖如圖6b所示，其中C12為相鄰的兩低阻抗線段(等 效電容分別為C1,C2)產(chǎn)生的耦合電容；如圖7a所示為在不相鄰的兩低阻 抗線段之間設(shè)置金屬探針的示意圖，其等效電路圖如圖7b所示，其中 C(k，k+3)為在不相鄰的兩低阻抗線段(等效電容分別為Ck,Ck+3)之間產(chǎn) 生的耦合電容。
參照?qǐng)D6a,在一種應(yīng)用場(chǎng)景下，為了兩低阻抗線段(C1， C2)相互 靠近至預(yù)定距離，可以將低通濾波器折彎放置在一方形槽60中并固定， 該槽60中間位置設(shè)置有一隔筋61，所述兩低阻抗線段位于隔筋61兩側(cè)。
兩低阻抗線段間設(shè)置耦合模塊后產(chǎn)生的耦合電容，與在兩低阻抗線段 之間的高阻抗線段等效的電感形成并聯(lián)諧振回^各，該并聯(lián)諧振回^各的電容 為低通濾波器中的兩低阻抗線段(等效為電容)之間的耦合電容，調(diào)整該 耦合電容的值，以使該諧振回5^的諧振頻率高于該低通濾波器的^f氐通截止 頻率。
如果兩低阻抗線段之間的高阻抗線段為多個(gè)，則在兩低阻抗線段之間 設(shè)置耦合模塊之后會(huì)形成多個(gè)耦合電容。例如，按串聯(lián)的順序給低阻抗線 編號(hào)，第一和第二低阻抗線段之間的耦合電容為C12,如圖7a所示，在不 相鄰的兩低阻抗線段(等效電容分別為Ck，Ck+3)之間產(chǎn)生的耦合電容為 C(k，k+3)。并且，在所述隔筋上開一缺口 62,將金屬塊63放置在隔筋61 的缺口 62中并固定。本實(shí)施例中，在低通濾波器的兩低阻抗線段(電容) 之間設(shè)置耦合模塊，產(chǎn)生耦合電容，該耦合電容與高阻抗線段等效電感構(gòu) 成并聯(lián)諧振回路，以在高于該低通濾波器低通截止頻率的高頻段產(chǎn)生傳輸 零點(diǎn)，改善了同軸線低通濾波器幅頻特性，得到更好的濾波性能。
實(shí)施例二
本發(fā)明實(shí)施例提供了 一種改善同軸線低通濾波器幅頻特性的方法，在 低通濾波器的兩相鄰低阻抗線段(電容)之間設(shè)置金屬塊作為金屬探針，產(chǎn)生耦合電容，構(gòu)建并聯(lián)諧振回路，該諧振回路的諧振頻率高于該低通濾 波器的低通截止頻率，以實(shí)現(xiàn)傳輸零點(diǎn)。
如圖8所示，本實(shí)施例提供的改善同軸線低通濾波器幅頻特性的方法
具體包括
5201, 將同軸線低通濾波器折彎180°,使得兩低阻抗線段靠近。
圖6a為本發(fā)明實(shí)施例中提供的同軸線低通濾波器結(jié)構(gòu)示意圖。如圖 6a所示，具體地，將所述低通濾波器折彎放置在一槽60中并固定，該槽 60通常為方形，也可根據(jù)情況采用其他結(jié)構(gòu)類型。該槽中間位置i吏置有一 隔筋61,所述兩低阻抗線段位于隔筋61兩側(cè)，這樣使得兩低阻抗線段相 互靠近至預(yù)定距離。
5202, 在所述兩低阻抗線段之間設(shè)置金屬塊63。
具體地，可以在隔筋61上開一缺口 62，將金屬塊63固定在所述隔筋 上的缺口 62中。
這樣，相鄰的兩低阻抗線段之間的高阻抗線段等效電感L與耦合電容 C構(gòu)成并聯(lián)諧振回路，如圖6b所示。
5203, 調(diào)整所述耦合電容C的值，使得所述諧振回路的諧振頻率高于 該低通濾波器的低通截止頻率。
可通過下述步驟調(diào)整所述諧振回路的諧振頻率
調(diào)整金屬塊的尺寸和/或位置。具體地，可通過仿真測(cè)試得到所需的 諧振回路的諧振頻率，仿真測(cè)試得到的幅頻特性曲線，如圖10所示，圖 10中所示的同軸線低通濾波器仿真測(cè)試幅頻特性曲線中的兩個(gè)波谷即傳 輸零點(diǎn)，能夠提高濾波器對(duì)高頻信號(hào)的衰減度，從而優(yōu)化低通性能。
所述槽采用金屬材料制成；
5204, 在所述槽上方設(shè)置金屬蓋，與所述槽形成密閉空間，以屏蔽所 迷構(gòu)成諧振回路的耦合模塊、兩低阻抗線段及其之間的高阻抗線段。
本實(shí)施例中，在低通濾波器的兩相鄰低阻抗線段(電容)之間設(shè)置金 屬塊，產(chǎn)生耦合電容，該耦合電容與高阻抗線段等效電感構(gòu)成并聯(lián)諧振回 路，以實(shí)現(xiàn)傳輸零點(diǎn)，在高于該低通濾波器低通截止頻率的高頻_險(xiǎn)產(chǎn)生傳 輸零點(diǎn)，改善同軸線低通濾波器幅頻特性，得到更好的濾波性能。實(shí)施例三
本實(shí)施例與實(shí)施例一基本相同，區(qū)別在于本實(shí)施例中是在不相鄰的兩 低阻抗線段(電容)之間設(shè)置金屬塊，產(chǎn)生耦合電容。
在不相鄰的兩個(gè)低阻抗線段(電容)之間設(shè)置金屬塊，如圖7a所示， 將所述低通濾波器折彎放置在一槽中，將第k個(gè)低阻抗線段與第k+3低阻 抗線段相互靠近至預(yù)定距離，并在第k個(gè)低阻抗線段與第k+3低阻抗線段 之間設(shè)置金屬塊。由于在第k和第k+3低阻抗線段之間設(shè)置該金屬塊而產(chǎn) 生的耦合電容為Cnm，即n=k, m= k+3。
這樣，如圖7b所示，第k個(gè)低阻抗線段與第k+3低阻抗線^殳之間的 高阻抗線段等效電感Lk、 Lk+1及Lk+2與C (k， k+2)構(gòu)成并聯(lián)諧振回路。
本實(shí)施例中，在低通濾波器的不相鄰的兩低阻抗線段(電容)之間設(shè) 置金屬塊，產(chǎn)生耦合電容，該耦合電容與高阻抗線段等效電感構(gòu)成并聯(lián)諧 振回路，以實(shí)現(xiàn)傳輸零點(diǎn)，在高于該低通濾波器低通截止頻率的高頻段產(chǎn) 生傳輸零點(diǎn)，改善同軸線低通濾波器幅頻特性，得到更好的濾波性能。。
實(shí)施例四
本實(shí)施例中采用微帶或帶狀金屬線作為耦合模塊，將低通濾波器中的 兩個(gè)低阻抗線段連接在一起，這兩低阻抗線段可以是相鄰的低阻抗線段， 如圖6a所示，也可以是不相鄰的低阻抗線段，如圖7a所示。在低阻抗線 周圍的電場(chǎng)產(chǎn)生耦合，等效得到耦合電容。
如圖9所示，在一種應(yīng)用場(chǎng)景下，為了兩^氐阻抗線段(CI, C2)相 互靠近至預(yù)定距離，將低通濾波器折彎放置在一方形槽90中并固定，該 槽90中間位置設(shè)置有一隔筋91,兩低阻抗線段(等效為電容C1、 C2)位 于隔筋91兩側(cè)。
采用微帶或帶狀金屬線92連接同軸線低通濾波器的兩低阻抗線段(等 效為電容C1、 C2),在所述兩低阻抗線段之間產(chǎn)生耦合電容，該耦合電容 與所述兩低阻抗線段之間的高阻抗線段等效的電感構(gòu)成諧振回^各；諧振回 路的諧振頻率高于該低通濾波器的低通截止頻率。為了得到所需的諧振回 路的諧振頻率，可通過改變微帶或帶狀金屬線92的尺寸和/或位置，調(diào)整 耦合電容的值。所述槽90采用金屬材料制成；
在槽90上方設(shè)置金屬蓋，與槽形成密閉空間，以屏蔽所述構(gòu)成諧振 回路的耦合模塊、兩低阻抗線段及其之間的高阻抗線段。
具體地，通過改變微帶或帶狀金屬線的尺寸和/或位置，調(diào)整耦合電 容的值，并通過仿真測(cè)試得到所需的諧振回路的諧振頻率。仿真測(cè)試得到 的幅頻特性曲線，如圖10所示，圖10中所示的同軸線低通濾波器仿真測(cè) 試曲線中的兩個(gè)波谷即傳輸零點(diǎn)，能夠提高濾波器對(duì)高頻信號(hào)的衰減度， 從而優(yōu)化低通性能。
本實(shí)施例中采用微帶或帶狀金屬線將兩低阻抗線段連接在 一起，在低 阻抗線周圍的電場(chǎng)產(chǎn)生耦合，得到耦合電容，該耦合電容與高阻抗線段等 效電感構(gòu)成并耳關(guān)諧振回i 各，以實(shí)現(xiàn)傳輸零點(diǎn)。
上述本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案中，在同軸線低通濾波器的兩相鄰 低阻抗線段(電容)之間設(shè)置耦合模塊，如金屬探針(金屬塊)或微帶， 產(chǎn)生耦合電容，該耦合電容與高阻抗線段等效電感構(gòu)成并聯(lián)諧振回路，以 實(shí)現(xiàn)傳輸零點(diǎn)，在高于該低通濾波器低通截止頻率的高頻段產(chǎn)生傳輸零 點(diǎn)，改善同軸線低通濾波器幅頻特性，得到更好的濾波性能。本發(fā)明提供 的這種同軸線低通濾波器的傳輸幅頻特性好，插入損耗小，易于制造且成 本低。
以上所述僅為本發(fā)明的示范性實(shí)施方案而已，并非用于限定本發(fā)明的 保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改 進(jìn)等，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種同軸線低通濾波器，其特征在于，該同軸線低通濾波器的至少兩低阻抗線段相互靠近至預(yù)定距離，包括耦合模塊，設(shè)置在相互靠近至預(yù)定距離的所述兩低阻抗線段之間，在所述兩低阻抗線段之間產(chǎn)生耦合電容，該耦合電容與所述兩低阻抗線段之間的高阻抗線段等效的電感構(gòu)成諧振回路；所述諧振回路的諧振頻率高于該低通濾波器的低通截止頻率。
2、 如權(quán)利要求1所述的同軸線低通濾波器，其特征在于， 所述耦合模塊為金屬塊，所述低通濾波器被折彎放置在一槽中，所述槽中間位置設(shè)置有一隔筋，所述兩低阻抗線段位于所述隔筋兩側(cè)； 所述耦合模塊放置在所述隔筋的缺口中并固定。
3、 如權(quán)利要求1所述的同軸線低通濾波器，其特征在于， 所述耦合模塊為微帶或帶狀金屬線，所述低通濾波器被折彎放置在一方形槽中并固定，所述槽中間位置設(shè)置有一隔筋，所述兩低阻抗線段位于所述 隔筋兩側(cè)；所述微帶或帶狀金屬線與所述兩低阻抗線段連接。
4、 如權(quán)利要求2或3中任一項(xiàng)所述的同軸線低通濾波器，其特征在于， 所述槽采用金屬材料制成；所述槽上方設(shè)置有金屬蓋，與所述槽形成密閉空間，所述構(gòu)成諧振回路 的耦合模塊、所述兩低阻抗線段及所述兩低阻抗線段之間的線段置于所述密 閉空間。
5、 一種改善同軸線低通濾波器幅頻特性的方法，其特征在于，包括 在同軸線低通濾波器的兩低阻抗線段產(chǎn)生耦合電容，該耦合電容與所述兩低阻抗線段之間的高阻抗線段等效的電感構(gòu)成諧振回路；調(diào)整所述耦合電容的值，使得所述諧振回路的諧振頻率高于該低通濾波 器的低通截止頻率。
6、 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述在同軸線低通濾波器 的兩低阻抗線段產(chǎn)生耦合電容，包括將所述同軸線低通濾波器折彎，使得所述兩低阻抗線段靠近至預(yù)定距離；在所述兩低阻抗線段之間設(shè)置耦合模塊，所述耦合^^莫塊在在所述兩低阻 抗線段之間產(chǎn)生耦合電容。
7、 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述將所述^[氐通濾波器折 彎，使得兩低阻抗線段靠近，包括將所述低通濾波器折彎放置在一槽中并固定，該槽中間位置設(shè)置有一隔 筋，所述兩低阻抗線段位于所述隔筋兩側(cè)；所述耦合模塊為金屬塊，在所述兩低阻抗線段之間設(shè)置耦合模塊，包括 在所述隔筋上開一缺口，該缺口用于放置所述金屬塊； 將所述金屬塊固定在所述隔筋上的缺口中。
8、 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述耦合模塊為微帶或帶 狀金屬線，所述在同軸線低通濾波器的兩低阻抗線段產(chǎn)生耦合電容，包括將所述低通濾波器折彎，使得兩低阻抗線段靠近至預(yù)定距離； 采用微帶或帶狀金屬線連接所述兩低阻抗線段。
9、 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述將所述低通濾波器折 彎，使得兩低阻抗線段靠近至預(yù)定距離，包括將低通濾波器折彎放置在 一槽中并固定，該槽中間位置設(shè)置有 一 隔筋， 所述兩低阻抗線賴:位于所述隔筋兩側(cè)。
10、 如權(quán)利要求7或9所述的方法，其特征在于， 所述槽采用金屬材料制成；在所述槽上方設(shè)置金屬蓋，與所述槽形成密閉空間，所述耦合模塊、所 述兩低阻抗線段及所述兩低阻抗線段之間的線—險(xiǎn)置于所述密閉空間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種同軸線低通濾波器，該同軸線低通濾波器的至少兩低阻抗線段相互靠近至預(yù)定距離，該同軸線低通濾波器包括耦合模塊，設(shè)置在相互靠近至預(yù)定距離的所述兩低阻抗線段之間，在所述兩低阻抗線段之間產(chǎn)生耦合電容，該耦合電容與所述兩低阻抗線段之間的高阻抗線段等效的電感構(gòu)成諧振回路；所述諧振回路的諧振頻率高于該低通濾波器的低通截止頻率。本發(fā)明還提供了相應(yīng)的改善同軸線低通濾波器幅頻特性的方法。根據(jù)本發(fā)明在高于該低通濾波器低通截止頻率的高頻段產(chǎn)生傳輸零點(diǎn)，改善了同軸線低通濾波器幅頻特性，得到更好的濾波性能。
文檔編號(hào)H01P1/202GK101630765SQ200910161789
公開日2010年1月20日 申請(qǐng)日期2009年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月25日
發(fā)明者蔡丹濤 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司