CN200986959Y - 一种带有陷波单元的微带滤波器 - Google Patents
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Abstract
一种带有陷波单元的微带滤波器，包括输入微带、输出微带和谐振器组，其特征在于在输入微带、输出微带的附近设有陷波单元。本实用新型的优越性在于通过陷波单元与输入微带、输出微带的耦合作用，可以在不少于一个频率点上产生衰减极点，使滤波器的设计更加灵活；采用本实用新型方案可以提高滤波器的通带频率选择性，也可以设计出临近频率的多通带滤波器；本实用新型不仅可以用于传统的平面型普通金属微带滤波器，更适用于制造高温超导滤波器。
Description
(一)技术领域：
本实用新型涉及一种微带滤波器，特别是一种带有陷波单元的微带滤波器，本滤波器可以用高温超导薄膜制作而成。
(二)背景技术：
长久以来，滤波器一直在电子信号的处理中起着极其重要的作用，它具有抑制干扰信号、通过有用信号的功能。随着无线通信市场的快速发展，对滤波器的电学性能提出了越来越高的要求。近年发展起来的高温超导滤波器技术很好的适应了这种需求，由于高温超导薄膜具有近乎为零的表面电阻，具有很高的品质因数(Q值)，所以采用高温超导薄膜制成的微带滤波器，具有极低的通带损耗和极高的邻频干扰抑制能力，应用于移动通信基站的接收系统上，表现为改善系统的接收灵敏度，提高系统的抗干扰能力。移动通讯基站使用高温超导滤波器之后，可以增加基站的覆盖面积、提高系统容量、降低邻频干扰，提高通话质量；并可降低手机的发射功率，减少电磁波辐射对人脑的影响。
使用高温超导薄膜制作的微波滤波器多为微带型的平面结构，对于半波长谐振器耦合的滤波器，其电路基本构成一般为：信号的输入微带、输出微带、微带谐振器组，谐振器的有效长度为滤波器中心频率的半波长，谐振器组对相应频率电磁波的激励、耦合和传输作用，最终达到对电磁波信号的过滤处理。目前有多种成熟的设计结构方案以适应不同的技术要求：
附图1为典型的发夹式半波长谐振器(hairpin-resonator)耦合带通滤波器，请参考E.G.Cristal and S.Frankel，“Hairpin-line andHybrid Hairpin-Line/Half-Wave Parallel-Coupled-Line Filters”，IEEE Trams.MTT，vol.MTT-20，pp.719-728，(November 1972)。在此设计结构中，每个谐振器的有效长度为半波长，滤波器里的谐振器方向是上、下交替轮换；
附图2为另一种发夹式谐振器之滤波器结构，请详见于M.Sagawa，K.Takahashi，and M.Makimoto，“Miniaturized Hairpin ResonatorFilters and their Application to Receiver Front-End MIC’s”，IEEETrams.MTTvol.37，pp.1991-1997(December 1998)，此种设计结构中，谐振器开口的前端被缩短、且产生很强的电容效应，谐振器显示出半块状(semi-lumped)性质、即上端(开口端)显出电容性效应，下端显出电感性效应。这种滤波器结构的谐振器方向都是同向，为了缩短整个谐振器长度，可以将谐振器的电容部分增大、而将电感部分缩小，但它的品质因数(Q值)就会随着这样的调整而降低。
(三)发明内容：
本实用新型的目的在于设计一种带有陷波单元的微带滤波器，它具有体积小，频率选择性高，设计灵活等特点，适合使用具有高品质因数的高温超导薄膜制作。
本实用新型的技术方案：一种带有陷波单元的微带滤波器，包括输入微带、输出微带和谐振器组，其特征在于在输入微带、输出微带的附近设有陷波单元。本滤波器结构的工作机理是：通过陷波单元与输入微带、输出微带的耦合作用，在不少于一个频率点上产生衰减极点，若衰减极点设计在滤波器通带与阻带的过渡频率带，则可以提高滤波器频率选择性；若衰减极点设计在滤波器通带频率内，则可以设计出临近频率的多通带滤波器。
上述所说的滤波器中之陷波单元为半波长的谐振器，其基本结构与谐振器组中的谐振器结构相同或不同。
上述所说的滤波器中之陷波单元，其位置必须与输入微带、输出微带相邻且产生耦合作用。
上述所说的滤波器中之陷波单元位于滤波器的输入微带单端，或位于输出微带单端，或同时位于滤波器的输入微带和输出微带两端。
上述所说的滤波器中之陷波单元位于滤波器的输入微带、输出微带单端的数目不少于一个；所说的不少于一个的陷波单元的有效长度设计为相同或不同。
上述所说的滤波器中之不少于一个的陷波单元，其数目取2个或2个以上时，陷波单元的位置位于输入微带、输出微带的单侧，或位于输入微带、输出微带的两侧；相邻两个陷波单元的中心距离为四分之一波长及其奇数倍。
上述所说的滤波器中之不少于一个的陷波单元的有效长度与谐振器组中谐振器的有效长度设计为相同或不同。
本实用新型的优越性在于：1、一种带有陷波单元的微带滤波器，通过陷波单元与输入微带、输出微带的耦合作用，可以在不少于一个频率点处产生衰减极点，使滤波器的设计更加灵活；2、采用本结构可以提高滤波器的通带频率选择性，可以设计出临近频率的多通带滤波器；3、本实用新型不仅可以用于传统的平面型普通金属微带滤波器，更适用于制造具有高品质因数的高温超导滤波器。
(四)附图说明：
附图1为现有典型的发夹式谐振器之滤波器结构示意图，其中发夹式谐振器交替呈现相反方向。
附图2为现有半块状(semi-lumped)发夹式谐振器之滤波器结构示意图。
附图3为本实用新型所涉一种带有陷波单元的微带滤波器之陷波单元的结构示意图。
附图4为本实用新型所涉一种带有陷波单元的微带滤波器之陷波单元与输入微带位置关系示意图。
附图5为本实用新型所涉一种带有陷波单元的微带滤波器结构示意图。
附图6为本实用新型所涉一种带有陷波单元的微带滤波器和不带有陷波单元滤波器的频率响应比较图。
附图7为本实用新型所涉一种带有陷波单元的微带滤波器两组频率频率响应比较图。两组滤波器分别带有不同陷波频率点的陷波单元。
附图8为本实用新型所涉一种带有陷波单元的微带滤波器的频率响应图。滤波器设计为10阶且有两个不同长度的陷波单元，分别位于滤波器的输入微带和输出微带两端，其陷波频率点位于滤波器的通带与阻带的过渡带。
附图9为本实用新型所涉一种带有陷波单元的双通带微带滤波器的频率响应图，滤波器设计为8极且有两个相同长度的陷波单元，分别位于滤波器的输入微带和输出微带两端，其陷波频率点位于滤波器的通带内，形成临近频率的双通带滤波器。
其中：10为典型的发夹式谐振器之滤波器，11为发夹式谐振器，12为信号输入微带，13为信号输出微带；20为半块状(semi-lumped)式谐振器之滤波器，21为半块状谐振器，22为信号输入微带，23为信号输出微带，24为半块状谐振器的开口端(电容效应端)，25为半块状谐振器的转折端(电感效应端)；31为发夹式谐振器陷波单元，32为L型谐振器陷波单元，33为内双折线式谐振器陷波单元，34为外双折线式谐振器陷波单元，35为多折线式谐振器陷波单元41为陷波单元位于输入微带一侧、距离为四分之一波长的位置关系，42为陷波单元位于输入微带两侧、距离为四分之一波长的位置关系，43为陷波单元位于输入微带两侧、零距离的位置关系，44为输入微带，45a和45b分别为两个陷波单元，L为相邻两个陷波单元中心的距离；50为带有两个陷波单元的微带滤波器，51为输入微带，52为输出微带，53为谐振器单元，54a和54b分别为位于输入微带、输出微带两端的陷波单元；61为不带有陷波单元的滤波器频率S12响应曲线，62为带有陷波单元的滤波器频率S12响应曲线，71与72均为带有两个相同长度陷波单元的微带滤波器的频率响应S12曲线，只是两个陷波频率点不同，63、73、74分别为滤波器的陷波频率点；80为采用带有两个不同长度陷波单元的微带滤波器的频率响应S12曲线，81为采用带有两个不同长度陷波单元的微带滤波器的频率响应S11曲线，82a和82b分别为两个陷波频点90为采用带有陷波单元结构的双通道微带滤波器的频率响应S12曲线，91为滤波器的频率陷波点。
(五)具体实施方式：
实施例1：一种带有陷波单元的微带滤波器50，包括输入微带51、输出微带52和谐振器53组，其特征在于在输入微带51、输出微带52的附近设有陷波单元54a、54b。
上述所说的滤波器50中之陷波单元54a、54b为半波长的谐振器，其基本结构与谐振器组中的谐振器53结构不同。
上述所说的滤波器50中之陷波单元54a、54b，其位置与输入微带51、输出微带52相邻且产生耦合作用。
上述所说的滤波器50中之陷波单元54a、54b同时位于滤波器50的输入微带51和输出微带52两端。
上述所说的滤波器50中之陷波单元54a、54b位于滤波器的输入微带51、输出微带52单端的数目各为一个，两个陷波单元54a、54b的有效长度设计为不同。
上述所说的滤波器50中之两个陷波单元54a、54b的有效长度与谐振器组中谐振器53的有效长度设计为不同。
实施例2：上述所说的滤波器50中之两个陷波单元54a、54b的有效长度与谐振器组中谐振器53的有效长度设计为相同，以设计成临近频率的双通道滤波器。
Claims (7)
1、一种带有陷波单元的微带滤波器，包括输入微带、输出微带和谐振器组，其特征在于在输入微带、输出微带的附近设有陷波单元。
2、根据权利要求1所说的一种带有陷波单元的微带滤波器，其特征在于所说的滤波器中之陷波单元为半波长的谐振器，其基本结构与谐振器组中的谐振器结构相同或不同。
3、根据权利要求1所说的一种带有陷波单元的微带滤波器，其特征在于所说的滤波器中之陷波单元，其位置必须与输入微带、输出微带相邻且产生耦合作用。
4、根据权利要求1所说的一种带有陷波单元的微带滤波器，其特征在于所说的滤波器中之陷波单元位于滤波器的输入微带单端，或位于输出微带单端，或同时位于滤波器的输入微带和输出微带两端。
5、根据权利要求1所说的一种带有陷波单元的微带滤波器，其特征在于所说的滤波器中之陷波单元位于滤波器的输入微带、输出微带单端的数目不少于一个；所说的不少于一个的陷波单元的有效长度设计为相同或不同。
6、根据权利要求5所说的一种带有陷波单元的微带滤波器，其特征在于所说的不少于一个的陷波单元，其数目取2个或2个以上时，陷波单元的位置位于输入微带、输出微带的单侧，或位于输入微带、输出微带的两侧；相邻两个陷波单元的中心距离为四分之一波长及其奇数倍。
7、根据权利要求5所说的一种带有陷波单元的微带滤波器，其特征在于所说的不少于一个的陷波单元的有效长度与谐振器组中谐振器的有效长度设计为相同或不同。
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| CN102638238A (zh) * | 2012-04-17 | 2012-08-15 | 南京航空航天大学 | 电容耦合集总参数双频带通滤波器 |
| CN104134837A (zh) * | 2014-07-21 | 2014-11-05 | 华南理工大学 | 一种平面cq带通滤波器 |
| CN104767014A (zh) * | 2014-11-28 | 2015-07-08 | 北京航天测控技术有限公司 | 一种x波段宽带微带带通滤波器 |
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Legal Events
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