[发明专利]一种基于螺旋谐振器的小型化宽带带通滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及微带滤波器技术领域，特别涉及一种基于螺旋谐振器的小型化宽带带通滤波器。

背景技术

滤波器是无线通信系统中用于抑制干扰信号不可或缺的重要无源器件。随着无线通信的快速发展，对于通信信道容量的要求与日俱增，需要使用宽带信号处理的宽带滤波器来提高整个系统的信道容量。

在通信的微波/射频设备中，频宽通常以赫兹(Hz)来表示。从带宽角度，相对带宽大于20％或绝对带宽大于1GHz属于宽带滤波器。其中，相对带宽BW＝(f₂-f₁)/f₀。f₂和f₁分别为通带的上下截止频率，f₀为中心频率。

微带实现的宽带滤波器大多采用交叉指或者梳状线结构来实现，但这类滤波器均需要接地，在系统集成时为面临不可避免的其他电路的干扰。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基于螺旋谐振器的小型化宽带带通滤波器，以解决传统宽带滤波器难以避免接地的问题，增加谐振器间耦合强度，减小滤波器尺寸。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种基于螺旋谐振器的小型化宽带带通滤波器，该小型化宽带带通滤波器采用微带形式实现，包括微带基片、底层地和顶层微带电路，其中，微带基片形成于底层地之上，顶层微带电路形成于微带基片之上；其中，顶层微带电路包括输入抽头5、输出抽头6和谐振器列，该谐振器列连接于输入抽头5与输出抽头6之间。

上述方案中，所述输入抽头5或输出抽头6为特征阻抗50欧姆的传输线。

上述方案中，所述输入抽头5或输出抽头6与该谐振器列之间采用渐变的传输线。

上述方案中，所述谐振器列包括多个平行耦合结构的谐振器单元，每个谐振器单元包括两个相互嵌套耦合的螺旋谐振器。所述螺旋谐振器采用均匀阻抗传输线或阶梯阻抗传输线，其电长度在中心频率处为1/2波长。所述多个平行耦合结构的谐振器单元在空间上上下错开一定位置，使所有谐振器单元中的第一个螺旋谐振器处于同一水平位置。

上述方案中，所述微带基片的相对介电常数1-100，厚度为0.05-5mm。

上述方案中，该小型化宽带带通滤波器采用直连馈电方式或耦合馈电方式。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供的基于螺旋谐振器的小型化宽带带通滤波器，由于采用螺旋结构，和传统的1/2波长发夹式谐振器相比，尺寸大大减小。

2、本发明提供的基于螺旋谐振器的小型化宽带带通滤波器，螺旋结构能够实现嵌套耦合，大大增强了谐振器间的耦合强度，易于实现宽带特性。

3、本发明提供的基于螺旋谐振器的小型化宽带带通滤波器，由于每两个谐振器嵌套耦合，当滤波器阶数每增加两阶只大约增加一个谐振器面积，提高阻带抑制的同时增加了较小尺寸。

附图说明

图1是依照本发明实施例的基于螺旋谐振器的小型化宽带带通滤波器的示意图。

图2是图1所示的小型化宽带带通滤波器中谐振器单元的示意图。

图3是图2所示的谐振器单元中螺旋谐振器的示意图。

图4是图1所示的小型化宽带带通滤波器中两个谐振器单元平行耦合的示意图。

图5是对图1所示的小型化宽带带通滤波器进行仿真测试的结果图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

如图1所示，本发明提供了一种基于螺旋谐振器的小型化宽带带通滤波器，采用微带形式实现，包括微带基片、底层地和顶层微带电路，其中，微带基片形成于底层地之上，顶层微带电路形成于微带基片之上；其中，顶层微带电路包括输入抽头5、输出抽头6和谐振器列，该谐振器列连接于输入抽头5与输出抽头6之间。微带基片的相对介电常数1-100，厚度为0.05-5mm。该小型化宽带带通滤波器采用直连馈电方式或耦合馈电方式。

其中，该谐振器列包括多个平行耦合结构的谐振器单元，每个谐振器单元包括两个相互嵌套耦合的螺旋谐振器，如图2所示。所述螺旋谐振器采用均匀阻抗传输线或阶梯阻抗传输线，其电长度在中心频率处为1/2波长。所述多个平行耦合结构的谐振器单元在空间上上下错开一定位置，使所有谐振器单元中的第一个螺旋谐振器处于同一水平位置。