[实用新型]一种小型化高性能谐振器及射频带通滤波器

说明书

技术领域

本实用新型涉及微波射频领域，具体涉及一种小型化高性能谐振器及射频带通滤波器。

背景技术

随着电子信息的迅猛发展，使日趋紧张的频谱资源更加凸显匮乏，为提高通信容量及降低相邻信道间信号串扰，对滤波器杂波抑制能力及选择性提出更高的要求。为提高滤波器带外抑制及频率选择性指标，传统巴特沃斯型和切比雪夫型滤波器主要通过增加谐振器数来实现，但这会导致电路损耗、体积及制作成本增加。椭圆函数滤波器虽然可通过在阻带引入对称的传输零点来实现高带外抑制及选择性，但在实际应用中椭圆函数滤波器实现难度较大。广义切比雪夫函数滤波器以其优异性能得到国内外滤波器研究学者的青睐，其带外传输零点个数及位置均可控，在滤波器阶数给定情况下，可通过调整滤波器带外传输零点个数及位置，对滤波器带外抑制及选择性进行改善，这凸显出传输零点在滤波器设计中的重要性，可使滤波器用较少的阶数实现较高的带外抑制及选择性。目前实现传输零点技术主要包括交叉耦合技术、源-负载耦合技术及混合电磁耦合技术。

高的频率选择性和小型化是滤波器设计的重点。现代无线通信系统向着高密度、高集成化的方向发展。滤波器是无线通信电路中的中心器件，减小滤波器的体积可以有效的缩小整个通信系统的体积，降低系统的功耗和系统的制造成本。现有的谐振器为了提高谐振频率需要采用增大尺寸的方式，然而增大谐振器尺寸会增加整个通信系统的体积，系统的功耗和系统的制造成本；同时，传统滤波器主要通过增加谐振器的个数来实现滤波器优良的带外抑制特性，这会增加系统的损耗、增大整个系统的体积，还有另外提高选择性的途径是引入多个传输零点，椭圆函数滤波器根据其零点分布特性可以知道滤波器在通带两侧较近的频段内具有较高的抑制，但其远端抑制却不理想，并且它的结构复杂、实现起来也不容易。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是现有的谐振器为了提高谐振频率需要采用增大尺寸的方式，然而增大谐振器尺寸会增加整个通信系统的体积、系统的功耗和系统的制造成本；同时，传统滤波器也会增加系统的损耗、增大整个系统的体积，而采用椭圆函数滤波器则结构复杂，不易实现，目的在于提供一种小型化高性能谐振器及射频带通滤波器，解决上述问题。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种小型化高性能谐振器，包括低阻抗段和高阻抗段；高阻抗段的一端连接低阻抗段，另一端接地；所述低阻抗段包括微带线，该微带线闭合成环形。

现有技术中，谐振器为了提高谐振频率需要采用增大尺寸的方式，然而增大谐振器尺寸会增加整个通信系统的体积，系统的功耗和系统的制造成本。

本实用新型应用时，闭合成环形的低阻抗段和高阻抗段构成闭合环谐振器，经过仿真实验，发明人发现当环微带线特性阻抗与短路枝节微带线特性阻抗相等时，闭合环谐振器的特性相当于阻抗比为1/2的传统谐振器的特性，从而在相同的外形尺寸下，闭合环谐振器的谐振频率比传统的要高，这意味着达到相同的谐振频率时，闭合环谐振器需要的尺寸就会比传统的要小，这也符合闭合环谐振器增大低阻抗线长度的原理，合理设计环形谐振器的尺寸，可以实现滤波器小型化，所以本实用新型谐振器具有宽带外抑制、小型化的优点，而且非常容易集成。本实用新型通过在低阻抗段设置环形微带线，使得在相同的谐振频率下，本实用新型的尺寸小于传统谐振器，从而降低了整个通信系统的体积，降低系统的功耗和系统的制造成本；同时闭合环谐振器可以在设计和加工上更加灵活，因为低阻抗线中间是没有覆铜的，可以依次设计新颖的多级谐振级联结构。

进一步的，所述闭合成环形的微带线长度为11～20mm，所述微带线闭合成的环形的内环最小间距采用0.05～0.2mm，所述闭合成环形的微带线的宽度采用0.2～0.7mm。

本实用新型应用时，闭合成环形的微带线长度根据波长和所需谐振器特性进行选取，采用11～20mm；微带线闭合成的环形的内环最小间距采用0.05～0.2mm，这种间距使得不需要在该环形内部设置任何附加结构既可实现；所述闭合成环形的微带线的宽度根据所需谐振器特性进行选取，采用0.2～0.7mm。我们还可以改变环形微带线的特性阻抗，如设特性阻抗为Z_c，同理可得，环形框的导纳相当于特性阻抗为Z_c/2，电长度为环形框长度1/2的开路微带线所形成的阻抗。这样通过改变环形微带线与短路枝节微带线的特性阻抗比，可以改变谐振器所组成滤波器的大小和产生杂散的位置。

进一步的，所述高阻抗段的长度采用14～20mm，所述高阻抗段的宽度采用0.05～0.2mm。