一種平面三模寬帶帶通濾波器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無線通信中的射頻濾波器領(lǐng)域，具體涉及一種具有高通帶選擇性的平面三模寬帶帶通濾波器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著無線通信技術(shù)的不斷發(fā)展，在小型化的無線局域網(wǎng)和家庭網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行高速數(shù)據(jù)共享及傳輸?shù)男枨笤絹碓街匾?，這使得短距離的寬帶無線通信成為未來無線通信發(fā)展的重要發(fā)展方向。寬帶通信是一種無載波通信，能夠在較寬的頻譜上傳輸極低功率的信號，具有傳輸速率高，抗干擾能力強(qiáng)，功率低，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單等諸多優(yōu)勢。
[0003]由于寬帶通信具有的優(yōu)良特點和廣泛應(yīng)用前景，與寬帶通信有關(guān)的部件及系統(tǒng)研制得到迅速發(fā)展，作為寬帶通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵器件之一，寬帶濾波器也得到國內(nèi)外工業(yè)界和學(xué)術(shù)界廣泛關(guān)注。目前針對寬帶濾波器的設(shè)計方法主要分為兩大類:高通、低通濾波器級聯(lián)設(shè)計以及基于多模諧振器設(shè)計。其中，通過將高通濾波器和低通濾波器級聯(lián)設(shè)計寬帶濾波器，級聯(lián)后電路尺寸偏大，并且由級聯(lián)帶來的通帶插入損耗也會隨之變大，不利于實際系統(tǒng)中高集成和低損耗的需求。2005年祝雷等學(xué)者首次提出基于階梯阻抗諧振器的三模諧振技術(shù)并應(yīng)用在超寬帶濾波器設(shè)計中，其后，基于多模諧振器的寬帶濾波器設(shè)計方法被不斷提出。發(fā)明專利CN103187601A中公開了一種基于多枝節(jié)加載方形諧振環(huán)的多模寬帶濾波器，通過加載枝節(jié)控制實現(xiàn)了三模寬帶諧振特性，寬帶帶通濾波器具有良好的通帶傳輸和反射特性，但是整個通帶的選擇性非常平緩，應(yīng)用到實際寬帶通信系統(tǒng)中容易和鄰近頻率信號產(chǎn)生干擾；專利號為CN103855450A的發(fā)明專利提出了一種基于四模環(huán)形諧振器的微帶寬帶濾波器，在濾波器通帶頻率范圍內(nèi)具有四個諧振模式，環(huán)形結(jié)構(gòu)在通帶上下兩側(cè)各引入一個傳輸零點，極大的提高了通帶的選擇性，但所實現(xiàn)的寬帶濾波器通帶內(nèi)回波損耗僅優(yōu)于_8dB，造成通帶內(nèi)傳輸損耗波動較大，不利于寬帶信號的均勻平坦傳輸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供一種平面三模寬帶帶通濾波器，解決了現(xiàn)有寬帶濾波器實現(xiàn)方案中三模諧振傳輸以及濾波器高通帶選擇性問題。
[0005]為了實現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種平面三模寬帶帶通濾波器，包括底層金屬地板、中間層介質(zhì)基板以及上層金屬電路，其特征在于:上層金屬電路包括第一饋電網(wǎng)絡(luò)、環(huán)形三模諧振器電路和第二饋電網(wǎng)絡(luò)；所述第一饋電網(wǎng)絡(luò)由均勻傳輸線四、均勻傳輸線六和均勻傳輸線七組成，所述均勻傳輸線四的一端與外部電路相連，另一端與均勻傳輸線六和均勻傳輸線七相連，均勻傳輸線六和均勻傳輸線七平行；
所述第二饋電網(wǎng)絡(luò)由均勻傳輸線五、均勻傳輸線八和均勻傳輸線九組成，均勻傳輸線五的一端與外部電路相連，另一端與均勻傳輸線八和均勻傳輸線九相連，傳輸線八和均勻傳輸線九平行；
所述環(huán)形三模諧振器電路包括均勻傳輸線十、均勻傳輸線十一、均勻傳輸線十二、均勻傳輸線十三、均勻傳輸線十四、均勻傳輸線十五和均勻傳輸線十六；所述均勻傳輸線十二、均勻傳輸線十三、均勻傳輸線十四、均勻傳輸線十五構(gòu)成矩形環(huán)，所述均勻傳輸線十六與均勻傳輸線十二相連并位于三模諧振器的對稱面上；所述均勻傳輸線十與均勻傳輸線十二的一端相連，并位于均勻傳輸線六和均勻傳輸線七之間；所述均勻傳輸線十一與均勻傳輸線十二的另一端相連，并位于均勻傳輸線八和均勻傳輸線九之間；
均勻傳輸線十、均勻傳輸線十一、均勻傳輸線十三、均勻傳輸線十四和均勻傳輸線十六的長度相同，均勻傳輸線十二和均勻傳輸線十五的長度小于均勻傳輸線十六的0.5倍長度；
前述的一種平面三模寬帶帶通濾波器，其特征是:所述三模諧振器的對稱面為與均勻傳輸線十二垂直并位于均勻傳輸線十二中間的平面。
[0006]前述的一種平面三模寬帶帶通濾波器，其特征是:所述均勻傳輸線十、均勻傳輸線六和均勻傳輸線七三者相互平行，與均勻傳輸線四一起構(gòu)成第一輸入/輸出端口的耦合饋電網(wǎng)絡(luò)；所述第一輸入/輸出端口位于均勻傳輸線四與外部電路的連接處。
[0007]前述的一種平面三模寬帶帶通濾波器，其特征是:所述均勻傳輸線十一、均勻傳輸線八和均勻傳輸線九三者互相平行，與均勻傳輸線五一起構(gòu)成第二輸入/輸出端口的耦合饋電網(wǎng)絡(luò)；所述第二輸入/輸出端口位于均勻傳輸線五與外部電路的連接處。
[0008]本發(fā)明所達(dá)到的有益效果:
1、結(jié)構(gòu)簡單，尺寸緊湊，本發(fā)明由耦合饋電網(wǎng)絡(luò)和三模諧振器構(gòu)成，諧振器結(jié)構(gòu)簡單，電路尺寸??；
2、諧振模式易于控制，本發(fā)明采用枝節(jié)加載三模諧振器實現(xiàn)寬帶濾波器設(shè)計，可以在寬帶通帶頻率范圍內(nèi)具有三個諧振模式，通帶內(nèi)具有更好的傳輸和反射特性。
[0009]3、高通帶選擇特性，本發(fā)明中的環(huán)形三模諧振器，其環(huán)形雙路徑結(jié)構(gòu)可以在通帶的下側(cè)產(chǎn)生一個傳輸零點，對稱面上加載的開路枝節(jié)可以在通帶的上側(cè)引入一個傳輸零點，兩個零點極大的提高了寬帶濾波器的通帶選擇性。
[0010]4、易集成，本發(fā)明中的寬帶濾波器采用平面電路結(jié)構(gòu)，容易集成。
[0011]5、低成本，該發(fā)明所設(shè)計的寬帶濾波器結(jié)構(gòu)僅由單層介質(zhì)板外加上下兩層金屬面構(gòu)成，因此可以采用傳統(tǒng)的PCB加工工藝，板材成本和加工成本低。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明寬帶濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明寬帶濾波器的上層微帶結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明寬帶濾波器實施例1的三模諧振器在弱耦合激勵時的頻率響應(yīng)曲線示意圖；
圖4是本發(fā)明實施例1寬帶濾波器的頻率響應(yīng)曲線示意圖。
[0013]圖5是本發(fā)明寬帶濾波器實施例2的三模諧振器在弱耦合激勵時的頻率響應(yīng)曲線示意圖；
圖6是本發(fā)明實施例2寬帶濾波器的頻率響應(yīng)曲線示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0015]如圖1所示，本發(fā)明的平面三模寬帶帶通濾波器，包括底層金屬地板1、中間層介質(zhì)基板2以及上層金屬電路3 ；
上層金屬電路3包括第一饋電網(wǎng)絡(luò)、環(huán)形三模諧振器電路和第二饋電網(wǎng)絡(luò)；所述第一饋電網(wǎng)絡(luò)由均勻傳輸線四4、均勻傳輸線六6和均勻傳輸線七7組成，均勻傳輸線四4的一端與外部電路相連，另一端與均勻傳輸線六6和均勻傳輸線七7相連；所述第二饋電網(wǎng)絡(luò)由均勻傳輸線五5、均勻傳輸線八8和均勻傳輸線九9組成，均勻傳輸線五5的一端與外部電路相連，另一端與均勻傳輸線八8和均勻傳輸線九9相連；環(huán)形三模諧振器電路由均勻傳輸線十10、均勻傳輸線十一 11、均勻傳輸線十二 12、均勻傳輸線十三13、均勻傳輸線十四14、均勻傳輸線十五15和均勻傳輸線十六16組成。
[0016]均勻傳輸線十二 12、均勻傳輸線十三13、均勻傳輸線十四14、均勻傳輸線十五15構(gòu)成矩形環(huán)，均勻傳輸線十六16與均勻傳輸線十二 12相連并位于三模諧振器的對稱面上；均勻傳輸線十10與均勻傳輸線十二 12 —端相連，并位于均勻傳輸線六6和均勻傳輸線七7之間；所述均勻傳輸線十