[发明专利]一种基于环形谐振器的双模巴伦带通滤波器

说明书

技术领域

本发明属于微波无源器件技术领域，具体涉及一种基于环形谐振器的双模巴伦带通滤波器。

背景技术

近年来，随着移动通信、无线局域网、卫星通信和雷达、遥感技术的快速发展，对通信系统中的射频微波器件提出了小型化的要求。

在微波滤波器产业中，双模滤波器通过引入一个双模谐振器就可以作为一个双调谐的谐振电路，所以对于同一个性能指标的滤波器来说，所需要的谐振器的数目就减半，这样就可以使滤波器的结构更加紧凑，尺寸更加小巧，也正因为如此，其越来越多地被应用于现代无线通信系统的设计中。

巴伦滤波器是一种将巴伦与滤波器功能结合起来的射频微波器件，它不但能够将不平衡信号转化为平衡信号，同时也能对信号起到滤波的功能。对于通信系统来说，将巴伦与滤波器集成在一起形成一个三端口器件，可以有效减少系统的的损耗和尺寸。

2007年，Eul-YoungJung和Hee-YongHwang在IEEEMicrowaveWirelessComponentsLetters期刊(vol.17,no.9,pp.652-654,2007)上发表“ABalun-BPFUsingaDualModeRingResonator”，提出在环形谐振器上对称地放置两个输出端口，同时引入开路短截线来实现信号的平衡输出以及双模的带通特性,但是，由于该结构引入了步进阻抗，使结构不再对称，导致巴伦滤波器的平衡输出性能较差，同时由于未引入电容加载，该巴伦滤波器的尺寸较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于环形谐振器的双模巴伦带通滤波器，具有电路结构紧凑、尺寸小、插入损耗低、输出端口匹配特性良好的特点和性能，适用于小型化的现代无线通信系统。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于环形谐振器的双模巴伦带通滤波器，包括介质基板，介质基板一面的金属板作为金属接地板，介质基板另一面的金属板上刻蚀有输入端馈线、二端口输出端馈线、三端口输出端馈线、电容加载方形谐振环、第一微扰短截线、第二微扰短截线；

所述的输入端馈线包括输入端微带线导带和输入端微带耦合线，输入端微带线导带在位于输入端微带耦合线的中心位置与输入端微带耦合线垂直连接，构成T型结构；

二端口输出端馈线包括二端口输出端微带线导带和二端口输出端微带耦合线，二端口输出端微带线导带在位于二端口输出端微带耦合线的中心位置与二端口输出端微带耦合线垂直连接，构成T型结构；

三端口输出端馈线包括三端口输出端微带线导带和三端口输出端微带耦合线，三端口输出端微带线导带在位于三端口输出端微带耦合线的中心位置与三端口输出端微带耦合线垂直连接，构成T型结构；

输入端微带耦合线、二端口输出端微带耦合线和三端口输出端微带耦合线分别与方形谐振环的三个边平行，且二端口输出端馈线和三端口输出端馈线对称设置在方形谐振环的两侧；

输入端微带耦合线、二端口输出端微带耦合线和三端口输出端微带耦合线的长度均与方形谐振环的边长相同；

输入端微带线导带、二端口输出端微带线导带和三端口输出端微带线导带的宽度相等；

输入端微带耦合线、二端口输出端微带耦合线和三端口输出端微带耦合线的宽度相等；

电容加载方形谐振环包含方形谐振环和四个结构相同的电容加载结构，四个电容加载结构分别位于方形谐振环内部的四个角上，相邻的两个电容加载结构关于方形谐振环的中轴线对称；

所述电容加载结构，包括第一微带短截线、第二微带短截线、第三微带短截线、第四微带短截线以及第五微带短截线；第五微带短截线位于方形谐振环的对角线上，第一微带短截线、第二微带短截线、第三微带短截线、第四微带短截线的一端均与第五微带短截线呈45°夹角连接；其中，第一微带短截线和第二微带短截线对称设置在第五微带短截线的两侧并分别与方形谐振环相邻的两个边平行，第三微带短截线和第四微带短截线对称设置在第五微带短截线的两侧并分别与方形谐振环相邻的两个边平行；位于第五微带短截线同一侧的第一微带短截线和第三微带短截线的另一端的端面位于平行于方形谐振环中轴线的同一直线上；

第一微扰短截线与第二微扰短截线以关于方形谐振环中心对称的位置分别与在两个电容加载结构的第五微带短截线连接。

较佳地，输入端微带耦合线、二端口输出端微带耦合线和三端口输出端微带耦合线的宽度小于输入端微带线导带、二端口输出端微带线导带和三端口输出端微带线导带宽度的二分之一。