帶通濾波器的制造方法
【專利摘要】一種帶通濾波器包括第一均勻阻抗諧振器、第二均勻阻抗諧振器、第一非對(duì)稱階梯阻抗諧振器、第二非對(duì)稱階梯阻抗諧振器、第三非對(duì)稱階梯阻抗諧振器和第四非對(duì)稱階梯阻抗諧振器。第一均勻阻抗諧振器由第一微帶線和第二微帶線組成，并與第二均勻阻抗諧振器呈軸對(duì)稱；第一非對(duì)稱階梯阻抗諧振器由第三微帶線和第四微帶線組成，并與第一非對(duì)稱階梯阻抗諧振器呈軸對(duì)稱；第三非對(duì)稱階梯阻抗諧振器由第五微帶線和第六微帶線組成，并與第三非對(duì)稱階梯阻抗諧振器呈軸對(duì)稱。本發(fā)明提供的帶通濾波器能夠產(chǎn)生多個(gè)頻帶，從而滿足多種通信服務(wù)的需求。
【專利說明】帶通濾波器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高頻組件，尤其涉及一種帶通濾波器。

【背景技術(shù)】
[0002]濾波器為移動(dòng)通信產(chǎn)品中必備的高頻組件，其主要功能是用來分隔頻率，即通過一些頻率的信號(hào)而阻斷另一些頻率的信號(hào)。對(duì)于現(xiàn)今的濾波器產(chǎn)品，通帶設(shè)計(jì)少，頻率選擇性不是很強(qiáng)，已經(jīng)滿足不了人們對(duì)多種無線通信服務(wù)的需求。故在無線傳輸技術(shù)快速發(fā)展的今天，高效能、微小型以及低成本的多通帶濾波器已經(jīng)成為了主要的發(fā)展趨勢。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]鑒于以上內(nèi)容，有必要提供一種帶通濾波器，能夠適合具有多種不同系統(tǒng)規(guī)格的無線通信服務(wù)。
[0004]本發(fā)明實(shí)施方式中提供的帶通濾波器，包括:第一均勻阻抗諧振器，由第一微帶線和第二微帶線組成，所述第一微帶線與所述第二微帶線垂直相交并呈“T”字形；第二均勻阻抗諧振器，與所述第一均勻阻抗諧振器呈軸對(duì)稱；第一非對(duì)稱階梯阻抗諧振器，由第三微帶線和第四微帶線組成，并位于所述第一微帶線的一側(cè)；第二非對(duì)稱階梯阻抗諧振器，與所述第一非對(duì)稱階梯阻抗諧振器呈軸對(duì)稱，且位于所述第一微帶線的一側(cè)；第三非對(duì)稱階梯阻抗諧振器，由第五微帶線和第六微帶線組成，同時(shí)位于所述第一微帶線的另一側(cè)；第四非對(duì)稱階梯阻抗諧振器，與所述第三非對(duì)稱階梯阻抗諧振器呈軸對(duì)稱，且位于所述第一微帶線的另一側(cè)；輸入端，由第七微帶線構(gòu)成，并與第一微帶線相連；輸出端，與所述輸入端呈軸對(duì)稱。
[0005]優(yōu)選地，所述第一非對(duì)稱階梯阻抗諧振器由第三微帶線和第四微帶線組成，所述第三微帶線與所述第四微帶線首尾相連并呈缺口長方形。
[0006]優(yōu)選地，缺口所在邊與所述第一微帶線垂直但不相交，同時(shí)靠近所述第二微帶線。
[0007]優(yōu)選地，所述第四微帶線位于所述缺口所在邊，并且寬度大于所述第三微帶線的覽度。
[0008]優(yōu)選地，所述第三非對(duì)稱階梯阻抗諧振器由第五微帶線和第六微帶線組成，所述第五微帶線和第六微帶線首尾相連呈缺口長方形，缺口所在邊與所述第一微帶線垂直但不相交。
[0009]優(yōu)選地，所述缺口長方形從缺口開始順時(shí)針方向的第一直邊和第二直邊為所述第五微帶線，第三直邊、第四直邊和第五直邊為所述第六微帶線。
[0010]優(yōu)選地，所述第六微帶線的寬度大于所述第五微帶線的寬度。
[0011]優(yōu)選地，所述第一微帶線及所述第一微帶線一側(cè)依次存在著所述輸入端、所述第二微帶線和所述第一非對(duì)稱階梯阻抗諧振器。
[0012]另，本發(fā)明另一實(shí)施方式描述的帶通濾波器，包括:呈軸對(duì)稱設(shè)置的兩組諧振器，其中每一組諧振器包括:第一諧振器，包括呈L形的第一微帶線與呈長條形的第二微帶線，所述第一微帶線的L形包括垂直相連的長邊與短邊，所述第二微帶線垂直連接于所述第一微帶線的L形的長邊；第二諧振器，呈設(shè)有缺口的長方形，所述第二諧振器與所述第一微帶線的L形的短邊分別設(shè)置于所述第二微帶線的相對(duì)側(cè)；第三諧振器，呈設(shè)有缺口的長方形，所述第二諧振器與所述第三諧振器分別設(shè)置于所述第一微帶線的L形的長邊的兩側(cè)；其中，兩組諧振器中第一諧振器的第一微帶線的L形的長邊與短邊連接處分別作為所述帶通濾波器的輸入端與輸出端。
[0013]優(yōu)選地，所述第一微帶線的L形的短邊比長邊粗。
[0014]優(yōu)選地，所述第二諧振器臨近所述第二微帶線的長方形缺口處比長方形其他處粗。
[0015]優(yōu)選地，所述第三諧振器從缺口開始順時(shí)針方向的第一直邊和第二直邊的寬度要小于第三直邊、第四直邊和第五直邊的寬度。
[0016]上述描述的帶通濾波器中的各個(gè)部分相互耦合，能夠產(chǎn)生多個(gè)頻帶，從而滿足多種通信服務(wù)的需求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明帶通濾波器第一實(shí)施方式的示意圖。
[0018]圖2為本發(fā)明帶通濾波器第二實(shí)施方式的示意圖。
[0019]圖3為本發(fā)明第一實(shí)施方式中第一非對(duì)稱階梯阻抗諧振器的展開結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖4為本發(fā)明第一實(shí)施方式中第三非對(duì)稱階梯阻抗諧振器的展開結(jié)構(gòu)圖。
[0021]圖5為本發(fā)明第一實(shí)施方式中非對(duì)稱階梯阻抗諧振器的共振頻率和尺寸關(guān)系圖。
[0022]圖6為本發(fā)明帶通濾波器第一實(shí)施方式的頻率相應(yīng)曲線圖。
[0023]主要組件符號(hào)說明
[0024]帶通濾波器100，10a
[0025]第一均勻阻抗諧振器110
[0026]第一微帶線111，Illa
[0027]第二微帶線112，112a
[0028]第二均勻阻抗諧振器120
[0029]第一非對(duì)稱階梯阻抗諧振器 130
[0030]第三微帶線131
[0031]第四微帶線132
[0032]第二非對(duì)稱階梯阻抗諧振器 140
[0033]第三非對(duì)稱階梯阻抗諧振器 150
[0034]第五微帶線151
[0035]第六微帶線152
[0036]第四非對(duì)稱階梯阻抗諧振器 160
[0037]輸入端170
[0038]輸出端180
[0039]第一諧振器IlOa
[0040]第二諧振器120a
[0041]第三諧振器130a
[0042]如下【具體實(shí)施方式】將結(jié)合上述附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。

【具體實(shí)施方式】
[0043]請(qǐng)參閱圖1，所示為本發(fā)明帶通濾波器100 —實(shí)施方式的示意圖。在本實(shí)施方式中，圖1所示帶通濾波器100的尺寸可為20.8mm*24.2mm,并可設(shè)計(jì)在RT/Duroid5880的基板上，基板規(guī)格可以如下:介電常數(shù)為2.2、損耗正切為0.0009并且厚度為0.787。應(yīng)當(dāng)注意的是，以上帶通濾波器100的尺寸以及相關(guān)設(shè)計(jì)基板僅是示例性說明，本發(fā)明并不局限于此。
[0044]在本實(shí)施方式中，帶通濾波器100包括第一均勻阻抗諧振器110、第二均勻阻抗諧振器120、第一非對(duì)稱階梯阻抗諧振器130、第二非對(duì)稱階梯阻抗諧振器140、第三非對(duì)稱階梯阻抗諧振器150、第四非對(duì)稱階梯阻抗諧振器160、輸入端170和輸出端180。
[0045]其中，第一均勻阻抗諧振器110與第二均勻阻抗諧振器120、第一非對(duì)稱階梯阻抗諧振器130與第二非對(duì)稱階梯阻抗諧振器140、第三非對(duì)稱階梯阻抗諧振器150與第四非對(duì)稱階梯阻抗諧振器160分別呈軸對(duì)稱，且所有諧振器都處于同一平面。
[0046]第一均勻阻抗諧振器110由第一微帶線111和第二微帶線112組成，并且第一微帶線111與所述第二微帶線112垂直相交并呈“T”字形。在本實(shí)施方式中，第一微帶線111和第二微帶線112的寬度都相同。
[0047]第一非對(duì)稱階梯阻抗諧振器130由第三微帶線131和第四微帶線132組成并位于第一微帶線111的一側(cè)。在本實(shí)施方式中，第三微帶線131和第四微帶線132首尾相連成為一個(gè)缺口長方形，其缺口所在邊與第一微帶線111垂直但不相連，同時(shí)，其缺口位于第三微帶線131與第四微帶線132之間，另外，第四微帶線132的寬度要寬于第三微帶線131的寬度，同時(shí)，第四微帶線132僅位于缺口所在邊且相對(duì)于缺口靠近第一微帶線111。
[0048]第三非對(duì)稱階梯阻抗諧振器150由第五微帶線151和第六微帶線152組成并位于第一微帶線111的另一側(cè)。在本實(shí)施方式中，第五微帶線151和第六微帶線152首尾相連也形成了一個(gè)缺口長方形，此缺口長方形缺口所在邊與第一微帶線111垂直但不相連。對(duì)于此缺口長方形，若以該缺口開始從順時(shí)針方向看，該缺口長方形包括第一直邊、第二直邊、第三直邊、第四直邊和第五直邊，第一直邊與第五直邊一起構(gòu)成了缺口所在邊，且缺口就位于第一直邊和第五直邊之間，另外第一直邊和第二直邊均由第五微帶線151構(gòu)成,第三直邊、第四直邊以及第五直邊均由第六微帶線152構(gòu)成，且第五微帶線151的寬度要寬于第六微帶線152的寬度。
[0049]輸入端170與輸出端180也呈軸對(duì)稱，且輸入端170與第一微帶線111的一端相連。在本實(shí)施方式中，第一微帶線111及第一微帶線111 一側(cè)依次存在著輸入端170、第二微帶線112和第一非對(duì)稱階梯阻抗諧振器130。
[0050]另外，圖1中的第一均勻阻抗諧振器110和第二均勻阻抗諧振器120主要是用來耦合第一非對(duì)稱階梯阻抗諧振器130、第二非對(duì)稱階梯阻抗諧振器140、第三非對(duì)稱階梯阻抗諧振器150以及第四非對(duì)稱階梯阻抗諧振器160，其二者的形狀也是根據(jù)最佳耦合距離而設(shè)計(jì)的。而對(duì)于第一非對(duì)稱階梯阻抗諧振器130、第二非對(duì)稱階梯阻抗諧振器140、第三非對(duì)稱階梯阻抗諧振器150以及第四非對(duì)稱階梯阻抗諧振器160所呈現(xiàn)的缺口長方形，則是為了能夠使本實(shí)施方式中的帶通濾波器獲得最佳的諧振頻率而設(shè)計(jì)的。
[0051]在本實(shí)施方式中，圖1中各個(gè)呈軸對(duì)稱的對(duì)稱軸都相同，即在整體上，整個(gè)帶通濾波器呈現(xiàn)軸對(duì)稱。
[0052]圖2為本發(fā)明帶通濾波器的另一實(shí)施方式的示意圖100a，在此實(shí)施方式中，本發(fā)明中的帶通濾波器包括呈軸對(duì)稱設(shè)置的兩組諧振器，其中每一組諧振器包括第一諧振器110a、第二諧振器120a和第三諧振器130a。
[0053]第一諧振器IlOa包括呈L形的第一微帶線Illa與呈長條形的第二微帶線112a，其中，第一微帶線11 Ia的L形包括垂直相連的長邊與短邊，第二微帶線112a垂直連接于所述第一微帶線的L形的長邊。在本實(shí)施方式中，第一微帶線Illa的L形的短邊比長邊粗。
[0054]第二諧振器120a呈設(shè)有缺口的長方形，并且第二諧振器120a與上述第一微帶線Illa的L形的短邊分別設(shè)置于上述第二微帶線112a的相對(duì)側(cè)。在本實(shí)施方式中，第二諧振器120a臨近上述第二微帶線112a的長方形缺口處比長方形其他處要粗。
[0055]第三諧振器130a也呈設(shè)有缺口的長方形，并且與上述第二諧振器120a分別設(shè)置于上述第一微帶線Illa的L形的長邊的兩側(cè)。在本實(shí)施方式中，第三諧振器130a從缺口開始順時(shí)針方向的第一直邊和第二直邊的寬度要小于第三直邊、第四直邊和第五直邊的寬度。
[0056]另外，上述兩組諧振器中第一諧振器IlOa的第一微帶線Illa的L形的長邊與短邊連接處分別作為所述帶通濾波器的輸入端170與輸出端180。
[0057]對(duì)于上述兩種實(shí)施方式，是對(duì)本發(fā)明帶通濾波器的兩種不同描述，但二者實(shí)質(zhì)相同，所以兩種實(shí)施方式中的帶通濾波器的功能以及形狀并無不同。
[0058]圖3為本發(fā)明中第一非對(duì)稱階梯阻抗諧振器130的展開結(jié)構(gòu)圖，其所示的圖形相當(dāng)于將圖1中第一非對(duì)稱階梯阻抗諧振器130進(jìn)行拉伸所得圖形，在圖3中，較窄的邊相當(dāng)于圖1中第一非對(duì)稱階梯阻抗諧振器130中第三微帶線131，同樣也用131表示，較寬的邊相當(dāng)于圖1中的第一非對(duì)稱階梯阻抗諧振器130中第四微帶線132，同樣也用132表示。圖4為本發(fā)明中第三非對(duì)稱階梯阻抗諧振器150的展開結(jié)構(gòu)圖，其所示的圖形相當(dāng)于將圖1中第三非對(duì)稱階梯阻抗諧振器150進(jìn)行拉伸所得圖形，其中，較窄的邊相當(dāng)于圖1中第三非對(duì)稱階梯阻抗諧振器150中第五微帶線151，同樣也用151表示，較寬的邊相當(dāng)于圖1中的第三非對(duì)稱階梯阻抗諧振器150中第六微帶線152，同樣也用152表示。針對(duì)圖3和圖4中所示的結(jié)構(gòu)圖，實(shí)質(zhì)都是表示的非對(duì)稱階梯阻抗諧振器的原理結(jié)構(gòu)圖，都由高阻抗部分和低阻抗部分組成，所以在圖3和圖4中，都用Zl表示高阻抗部分的阻抗值，Z2表示低阻抗部分的阻抗值，Θ I表示高阻抗部分的物理長度，Θ 2表示低阻抗部分的物理長度。即Zl表示第三微帶線131和第五微帶線151的阻抗值，Z2表示第四微帶線132和第六微帶線152的阻抗值，Θ I表示第三微帶線131和第五微帶線151的物理長度，Θ 2表示第四微帶線132和第六微帶線152的物理長度。根據(jù)圖3和圖4中所示結(jié)構(gòu)圖，我們可以用Z2除以Zl可以得到阻抗比K，根據(jù)Θ2/ ( Θ2+Θ I)可以得出電子長度比(α)。
[0059]圖5為非對(duì)稱階梯阻抗諧振器的共振頻率和尺寸關(guān)系圖。其中，K值表示阻抗比，α表示電子長度比，橫坐標(biāo)f sl/fO表示第一倍頻對(duì)中心頻率的比值，縱坐標(biāo)f s2/f0表示第二倍頻對(duì)中心頻率的比值，同時(shí)，圖5表示的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖還包括三種不同阻抗比K的情況下對(duì)應(yīng)的曲線圖，其中，每一個(gè)K值對(duì)應(yīng)不同α值可得第一倍頻對(duì)中心頻率的比值(fsl/fO)及第二倍頻對(duì)中心頻率的比值(fs2/f0)。另外，對(duì)于本發(fā)明中的第一非對(duì)稱階梯阻抗諧振器130、第二非對(duì)稱階梯阻抗諧振器140、第三非對(duì)稱階梯阻抗諧振器150以及第四非對(duì)稱階梯阻抗諧振器160都滿足圖5所示的關(guān)系圖。在本實(shí)施方式中，我們將第一非對(duì)稱階梯阻抗諧振器130和第二非對(duì)稱階梯阻抗諧振器140的阻抗比K設(shè)定為0.45，電子長度比α設(shè)定為0.2，第三非對(duì)稱階梯阻抗諧振器150和第四非對(duì)稱階梯阻抗諧振器160的阻抗比K設(shè)定為0.55，電子長度比α設(shè)定為0.65，如此，便可以參照?qǐng)D5得出對(duì)應(yīng)的第一倍頻和第二倍頻。當(dāng)然，在其他的實(shí)施方式中，也可以根據(jù)需要給圖1中各個(gè)非對(duì)稱階梯阻抗諧振器設(shè)定為其他的阻抗比K和電子長度比α。
[0060]圖6為本發(fā)明一實(shí)施方式的帶通濾波器100的頻率相應(yīng)曲線圖。圖中橫軸表示通過帶通濾波器100的信號(hào)的頻率(單位:GHz)，縱軸表示幅度(單位:dB)，象限區(qū)包括反射的散射參數(shù)(S-parameter:S11)的幅度以及透射的散射參數(shù)(S-parameter:S21)的幅度。
[0061]由圖6可知，本實(shí)施方式中的帶通濾波器100可以獲取5個(gè)通帶，第一通帶的中心頻率為約為2.4GHZ，其S21約為-2.4dB、Sll約為_20dB ;第二通帶的中心頻率約為3.5GHZ，其S21約為-1.2dB、Sll約為-25dB ;第三通帶的中心頻率約為5.2GHZ，其S21約為-2.0dB、Sll約為-28dB ;第四通帶的中心頻率約為6.8GHZ，其S21約為-2.0dB, Sll約為-24dB ；第五通帶的中心頻率約為8.0GHZ，其S21約為-4dB、Sll約為-32dB。其中五個(gè)通帶應(yīng)用于無限區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(Wireless LAN, WLAN)、全球互通微波存取(Worldwide Interoperabilityfor Microwave Access, WIMAX)、長期推演技術(shù)(Long Term Evolut1n, LTE)、C 波段和 X 波段。另外，我們從圖6可以發(fā)現(xiàn)，在1.8GHZ、4.8GHZ處存在兩個(gè)傳輸零點(diǎn)，分別降到_70dB和_42dB，由于存在這兩個(gè)傳輸零點(diǎn)，本實(shí)施方式中的帶通濾波器100的選擇性還獲得不少的改善。
【權(quán)利要求】
1.一種帶通濾波器，其特征在于，所述帶通濾波器包括: 第一均勻阻抗諧振器，由第一微帶線和第二微帶線組成，所述第一微帶線與所述第二微帶線垂直相交并呈“T”字形； 第二均勻阻抗諧振器，與所述第一均勻阻抗諧振器呈軸對(duì)稱； 第一非對(duì)稱階梯阻抗諧振器，由第三微帶線和第四微帶線組成，并位于所述第一微帶線的一側(cè)； 第二非對(duì)稱階梯阻抗諧振器，與所述第一非對(duì)稱階梯阻抗諧振器呈軸對(duì)稱，且位于所述第一微帶線的一側(cè)； 第三非對(duì)稱階梯阻抗諧振器，由第五微帶線和第六微帶線組成，同時(shí)位于所述第一微帶線的另一側(cè)； 第四非對(duì)稱階梯阻抗諧振器，與所述第三非對(duì)稱階梯阻抗諧振器呈軸對(duì)稱，且位于所述第一微帶線的另一側(cè)； 輸入端，由第七微帶線構(gòu)成，并與第一微帶線相連 '及 輸出端，與所述輸入端呈軸對(duì)稱，并與所述第二均勻阻抗諧振器相連。
2.如權(quán)利要求1所述的帶通濾波器，其特征在于，所述第三微帶線與所述第四微帶線首尾相連并呈缺口長方形。
3.如權(quán)利要求2所述的帶通濾波器，其特征在于，所述缺口長方形的缺口所在邊與所述第一微帶線垂直但不相交，同時(shí)靠近所述第二微帶線。
4.如權(quán)利要求3所述的帶通濾波器，其特征在于，所述第四微帶線位于所述缺口所在邊，并且寬度大于所述第三微帶線的寬度。
5.如權(quán)利要求1所述的帶通濾波器，其特征在于，所述第五微帶線和第六微帶線首尾相連呈缺口長方形，缺口所在邊與所述第一微帶線垂直但不相交。
6.如權(quán)利要求5所述的帶通濾波器，其特征在于，所述缺口長方形從缺口開始順時(shí)針方向的第一直邊和第二直邊為所述第五微帶線，第三直邊、第四直邊和第五直邊為所述第六微帶線。
7.如權(quán)利要求6所述的帶通濾波器，其特征在于，所述第六微帶線的寬度大于所述第五微帶線的寬度。
8.如權(quán)利要求2所述的帶通濾波器，其特征在于，所述第一微帶線一側(cè)依次排列著所述輸入端、所述第二微帶線和所述第一非對(duì)稱階梯阻抗諧振器。
9.一種帶通濾波器，其特征在于，包括呈軸對(duì)稱設(shè)置的兩組諧振器，其中每一組諧振器包括: 第一諧振器，包括呈L形的第一微帶線與呈長條形的第二微帶線，所述第一微帶線的L形包括垂直相連的長邊與短邊，所述第二微帶線垂直連接于所述第一微帶線的L形的長邊； 第二諧振器，呈設(shè)有缺口的長方形，所述第二諧振器與所述第一微帶線的L形的短邊分別設(shè)置于所述第二微帶線的相對(duì)側(cè)； 第三諧振器，呈設(shè)有缺口的長方形，所述第二諧振器與所述第三諧振器分別設(shè)置于所述第一微帶線的L形的長邊的兩側(cè)； 其中，兩組諧振器中第一諧振器的第一微帶線的L形的長邊與短邊連接處分別作為所述帶通濾波器的輸入端與輸出端。
10.如權(quán)利要求9所述的帶通濾波器，其特征在于，所述第一微帶線的L形的短邊比長邊粗。
11.如權(quán)利要求9所述的帶通濾波器，其特征在于，所述第二諧振器臨近所述第二微帶線的長方形缺口處比長方形其他處粗。
12.如權(quán)利要求9所述的帶通濾波器，其特征在于，所述第三諧振器從缺口開始順時(shí)針方向的第一直邊和第二直邊的寬度要小于第三直邊、第四直邊和第五直邊的寬度。
【文檔編號(hào)】H01P1/203GK104332678SQ201310307163
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2013年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月22日
【發(fā)明者】洪嘉和 申請(qǐng)人:富鴻康科技(深圳)有限公司, 建漢科技股份有限公司