[发明专利]带状线低通滤波器

说明书

本发明提出的一种带状线低通滤波器，旨在提供一种通带衰减小、近端阻带衰减陡峭、远端阻带抑制好的低通滤波器。本发明通过下述技术方案予以实现：以Y形分布的梯形带状线枝节S1、S2和S3，以及与之相连的两段高阻U形耦合串联枝节W1和W2组成第一级五阶椭圆函数滤波单元；以Y形分布的梯形带状线枝节S4、S5和S6，以及与之相连的两段高阻U形耦合串联枝节W3和W4组成了第二级五阶椭圆函数滤波单元；同一平面的带状线串联枝节L1、L2、L3、L4和L5，以及两两之间同向垂直的T型开路枝节T1‑T4和T5组成了十阶切比雪夫滤波单元；带状线阶跃阻抗P1组成了输入阶跃阻抗单元；带状线阶跃阻抗P2组成了输出阶跃阻抗单元。

技术领域

本发明涉及无线通讯、射频测量领域、手机综测仪低通滤波器领域。更具体的是涉及带状线低通滤波器。

背景技术

低通滤波器是一种常见的微波无源器件。在微波测试系统、通信系统、雷达系统等系统中有着广泛的应用。低通滤波器作为选频器件可以用来抑制干扰信号和谐波信号。由于高频情况下传输线会产生寄生效应，运用理论计算的分布参数值和实际值出入较大，从而使得使用传统结构的带状线低通滤波器无法达到设计要求。

在经典低通滤波器设计中，主要分为椭圆函数滤波器、切比雪夫滤波器和巴特沃斯滤波器三类。在给定的阶数、通带和阻带指标下，椭圆函数滤波器具有最优的矩形系数，巴特沃斯滤波器具有最优的平坦度，而切比雪夫滤波器的性能指标则处于二者折中。在现有的滤波器设计中，为了兼顾近端抑制、带内平坦度和远端抑制，往往采用三者相结合来进行滤波器设计。在高频滤波器设计中，由于串联电容和电感比较难以实现，所以使用传统的带状线结构设计的低通滤波器的阻带衰减比较平滑，难以对低频位置的阻带进行有效的抑制。而使用传统低通滤波器和带通滤波器进行配合分段的方案虽然可以取得较好的杂散抑制，可是却加大了电路的损耗、电路的复杂度和电路体积。

近年来，随着无线通讯和射频测量领域的发展，对射频系统的体积、系统集成度和性能的要求都趋于越来越高。从而对射频滤波器的体积、性能和成本也提出了更高的要求。随着射频系统的集成度的增高、射频带宽的增大，由于多次混频技术的应用，杂散的抑制变得尤为重要，从而对射频滤波器阻带抑制和阻带衰减的陡峭度都有了更高的要求。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明提供一种具有体积小、可靠性高、通带衰减小、阻带衰减陡峭、阻带抑制好的带状线低通滤波器。

本发明的上述目的可以通过以下措施来达到，一种带状线低通滤波器，包括：设置在微波板材芯板(1)与半固化片(3)之间的输入阶跃阻抗单元、两级带状线椭圆函数滤波单元、十阶带状线切比雪夫滤波单元和输出阶跃阻抗单元，其特征在于：以Y形分布的梯形带状线枝节S1，梯形带状线枝节S2，梯形带状线枝节S3，以及与之相连的两段高阻U形耦合串联枝节W1，高阻U形耦合串联枝节W2组成了第一级五阶椭圆函数滤波单元；以Y 形分布的梯形带状线枝节S4，梯形带状线枝节S5，梯形带状线枝节S6，以及与之相连的两段U形高阻耦合串联枝节W3，高阻U形耦合串联枝节W4组成了第二级五阶椭圆函数滤波单元；位于同一平面串联的带状线串联枝节L1、串联枝节L2、串联枝节L3、串联枝节L4 和串联枝节L5，以及两两之间同向垂直的T型开路枝节T1、T型开路枝节T2、T型开路枝节T3、T型开路枝节T4和T型开路枝节T5组成十阶切比雪夫滤波单元；带状线阶跃阻抗 P1组成了输入阶跃阻抗单元；带状线阶跃阻抗P2组成了输出阶跃阻抗单元。以上五个单元共同组成了带状线低通滤波器。

体积小、插损低。本发明采用设置在微波板材芯板(1)与半固化片(3)之间的输入阶跃阻抗单元、两级带状线椭圆函数滤波单元、十阶带状线切比雪夫滤波单元和输出阶跃阻抗单元，可以构成位于同一平面上的二十五阶带状线组成的低通滤波器；采用厚度为0.018mm铜质带状线，插入损耗较小；采用的U形连接方式，与常规设计连接结构相比，大大缩短了滤波器在长度方向上的尺寸。尺寸可以仅为33mm*12mm*0.5mm，在0Hz～6Ghz 的通带损耗小于-2.4dB。