[实用新型]基于微带线结构的螺旋形微波低通滤波器

说明书

技术领域

本实用新型涉及滤波器，尤其涉及一种基于微带线结构的螺旋形微波低通滤波器。

背景技术

微波滤波器在无线通信及信号处理中起着及其重要的作用，它具有过滤使用频率的信号和抑制干扰信号的功用。随着无线通信向更高频段的发展，工作在高频段的微波滤波器在通信系统中显得越来越重要的作用，性能良好的滤波器具有极低的插入损耗、优异的频率选择特性、能充分利用频率资源，扩充系统容量、很好地抑制带外信号的干扰、改善通信质量。低通滤波器是允许信号中较低频率的成分信号通过，而对频带以外的信号进行抑制的重要功能器件。发射和接收信号的质量主要由滤波器的特性决定。一般而言，微波滤波器必须具备一定的带宽和较高的滤波质量。

通信系统中，低通滤波器往往被用来抑制有源和无源电路中的谐频和干扰信号。传统的微带低通滤波器往往通过阶梯阻抗结构实现.然而，这种结构的通带阻带间过渡不够陡峭，也不能提供较宽的阻带，限制了它的应用。为了满足现代通信对低通滤波器结构紧凑、插入损耗低、阻带宽和选择性好的要求，很多措施被用来提高滤波器的性能。

近年来，各种不同形式的周期结构成为研究热点。由于周期结构的慢波效应，相对于普通传输线，它的波速和传导波长可以被显著降低，从而实现结构的小型化.而且，该结构在某些特定频段能够呈现明显的布拉格带隙特性，可以用来改善结构的阻带性能。周期性紧凑型微带谐振器单元的结构紧凑，兼容传统微带工艺，在低通滤波器设计中得到了很多研究和应用。但这些CMRC结构往往无法很好地抑制阻带谐波以及实现通带内阻抗匹配，同时制作工艺复杂，性能差，加工难度大，对人工要求较高。为了提高通信质量，节约成本，研制小型化、轻量化、频带宽、高性能的微波滤波器成为一项紧迫的任务。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种基于微带线结构的螺旋形微波低通滤波器。

基于微带线结构的螺旋形微波低通滤波器包括信号输入端、信号输出端、均匀传输线、螺旋形耦合结构、基体，在基体上设有均匀传输线、螺旋形耦合结构，螺旋形耦合结构包括螺旋形布置的四个L型耦合片：第一L型耦合片，两第二L型耦合片和第三L型耦合片，三个螺旋形耦合结构通过三个第三L型耦合片的一端与均匀传输线连接。

所述的均匀传输线的长度为20～35mm。所述的均匀传输线的宽度为0.5～1.2mm。所述的第一L型耦合片的宽度为0.2～1.0mm。所述的第一L型耦合片与第二L型耦合片间距为0.2～0.5mm。所述的第二L型耦合片的总长度为2.4～3.0mm。所述的第二L型耦合片长边的长度为1.8～2.3mm。所述的第三L型耦合片的总长度为3.0～4.0mm。所述的基体的长度为40～50mm，宽度为14～18mm，厚度为0.3～0.8mm。

本实用新型具有频率高选择性、结构简单、尺寸小、体积小、重量轻、节约材料、频带宽、便于制作及易于集成、频带位于0GHz～9GHz。

附图说明

图1是基于微带线结构的螺旋形微波低通滤波器结构示意图；

图2是基于微带线结构的螺旋形微波低通滤波器性能曲线。

具体实施方式

如图1所示，基于微带线结构的螺旋形微波低通滤波器包括信号输入端(1)、信号输出端2、均匀传输线3、螺旋形耦合结构4、基体5，在基体5上设有均匀传输线3、螺旋形耦合结构4，螺旋形耦合结构4包括螺旋形布置的四个L型耦合片：第一L型耦合片6，两第二L型耦合片7和第三L型耦合片8，三个螺旋形耦合结构4通过三个第三L型耦合片8的一端与均匀传输线3连接。

所述的均匀传输线3的长度为20～35mm。所述的均匀传输线3的宽度为0.5～1.2mm。所述的第一L型耦合片6的宽度为0.2～1.0mm。所述的第一L型耦合片6与第二L型耦合片7间距为0.2～0.5mm。所述的第二L型耦合片7的总长度为2.4～3.0mm。所述的第二L型耦合片7长边的长度为1.8～2.3mm。所述的第三L型耦合片8的总长度为3.0～4.0mm。所述的基体的长度为40～50mm，宽度为14～18mm，厚度为0.3～0.8mm。

实施例1

基于微带线结构的螺旋形微波低通滤波器：

选择介电常数为2.65的聚四氟乙烯材料制作基体，厚度为1.4mm。均匀传输线和螺旋形耦合结构采用的材料为铜，磁导率为5.8×10⁷s/m。均匀传输线的长度为22mm，宽度为1mm，第一L型耦合片的宽度为0.6mm，第一L型耦合片与第二L型耦合片间距为0.5mm，相邻螺旋形耦合结构的间距为1.5mm，第二L型耦合片的总长度为2.9mm，第二L型耦合片长边的长度为2.3mm，均匀传输线的阻值为50Ω，基于微带线结构的螺旋形微波低通滤波器的整体尺寸为42×20mm²。基于微带线结构的螺旋形微波低通滤波器的性能曲线如图2所示，螺旋形微波低通滤波器为低通滤波器，3dB带宽为0～9GHz，通带的最大衰减S21为0.78dB。