一种用于双天线北斗定向设备的滤波单元的制作方法

[0001]
本实用新型涉及卫星定向技术领域，尤其涉及一种用于双天线北斗定向设备的滤波单元。


背景技术：

[0002]
双天线北斗定向设备中设置又卫星天线和电台天线。其通过在载体架设两台北斗定向设备接收机，并将接收机的连线与载体轴线设置为水平一致，通过两台接收机分别做主、从机以实现对卫星信号进行接收和处理，解析出载体安装轴线与真北形成的夹角(航向角)。
[0003]
由于该双天线北斗定向设备中信号线路复杂，不同天线所对应的不同信号通路容易在系统内产生高次谐波，发射漏泄信号。系统信号通路中还容易受不同工作频段器件的影响而引入各类寄生杂波干扰。
[0004]
因此，为保证卫星信号信噪比和相位失真指标满足接收要求，配合系统的集成化指标，需要为该双天线北斗定向设备设计一种具有esd静电防护并具有共模抑制功能的滤波电路。


技术实现要素：

[0005]
为了解决现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种用于双天线北斗定向设备的滤波单元。本申请通过各梳状谐振单元之间的耦合可实现对杂散干扰信号的共模抑制。
[0006]
为实现上述目的，本实用新型提供的用于双天线北斗定向设备的滤波单元，其包括：
[0007]
输入端梳状谐振单元，其包括至少两个输入端谐振齿，各所述输入端谐振齿的同一端垂直连接输入通带，所述输入通带的中间位置与滤波单元的输入端电连接，接收输入信号；
[0008]
输出端梳状谐振单元，其包括至少两个输出端谐振齿，各所述输出端谐振齿的同一端垂直连接输出通带，且所述输入通带和输出通带分别位于所述滤波单元的两端，所述输出通带的中间位置与滤波单元的输出端电连接，输出滤波后的信号；
[0009]
第一中间梳状谐振单元，其设置在输入端谐振齿以及输出端谐振齿之间，且位于所述输入通带及所述输出通带的中间位置的上侧，所述第一中间梳状谐振单元包括至少一对上谐振齿，所述上谐振齿分别插接进入输入端谐振齿之间的间隙中以及输出端谐振齿之间的间隙中；
[0010]
第二中间梳状谐振单元，其设置在输入端谐振齿以及输出端谐振齿之间，且位于所述输入通带及所述输出通带的中间位置的下侧，所述第二中间梳状谐振单元包括至少一对下谐振齿，所述下谐振齿分别插接进入输入端谐振齿之间的间隙中以及输出端谐振齿之间的间隙中。
[0011]
可选的，如上任一所述的用于双天线北斗定向设备的滤波单元，其中，所述输入端梳状谐振单元和输出端梳状谐振单元设置在电路板的顶部平面上；
[0012]
所述第一中间梳状谐振单元和第二中间梳状谐振单元设置在电路板的底部平面上，并与所述输入端梳状谐振单元和输出端梳状谐振单元相对。
[0013]
可选的，如上任一所述的用于双天线北斗定向设备的滤波单元，其中，所述第一中间梳状谐振单元还包括：
[0014]
上侧通带，其设置在第一中间梳状谐振单元的上侧，所述输入端谐振齿和输出端谐振齿分别插接进入所述上侧通带与所述上谐振齿之间的间隙中；
[0015]
第一中间通带，其设置在第一中间梳状谐振单元的中部，包括相互平行的两条，两条第一中间通带分别垂直连接上谐振齿的内侧；
[0016]
所述上侧通带和第一中间通带合围构成具有开口的第一耦合环结构。
[0017]
可选的，如上任一所述的用于双天线北斗定向设备的滤波单元，其中，所述第一中间梳状谐振单元还包括：
[0018]
上耦合矩形块，其设置在所述第一耦合环结构内；
[0019]
上连接条，其连接所述上耦合矩形块的上侧与所述上侧通带的下侧之间。
[0020]
可选的，如上任一所述的用于双天线北斗定向设备的滤波单元，其中，所述第一中间梳状谐振单元还包括第一耦合环密封条，其设置在所述第一中间通带的下侧，各第一耦合环密封条的外侧分别由上谐振齿的内侧向第一耦合环结构的开口内侧延伸，所述第一耦合环密封条、第一中间通带和上侧通带共同合围所述上耦合矩形块。
[0021]
可选的，如上任一所述的用于双天线北斗定向设备的滤波单元，其中，所述第二中间梳状谐振单元与所述第一中间梳状谐振单元的结构相互对称。
[0022]
可选的，如上任一所述的用于双天线北斗定向设备的滤波单元，其中，所述第二中间梳状谐振单元包括：
[0023]
下侧通带，其设置在第二中间梳状谐振单元的下侧，所述输入端谐振齿和输出端谐振齿分别插接进入所述下侧通带与所述下谐振齿之间的间隙中；
[0024]
第二中间通带，其设置在第二中间梳状谐振单元的中部，包括相互平行的两条，两条第二中间通带分别垂直连接下谐振齿的内侧，且，所述下侧通带和第二中间通带合围构成具有开口的第二耦合环结构；
[0025]
下耦合矩形块，其设置在所述第二耦合环结构内；
[0026]
下连接条，其连接所述下耦合矩形块的下侧与所述下侧通带的上侧之间；
[0027]
第二耦合环密封条，其设置在所述第二中间通带的上侧，各第二耦合环密封条的外侧分别由下谐振齿的内侧向第二耦合环结构的开口内侧延伸，所述第二耦合环密封条、第二中间通带和下侧通带共同合围所述下耦合矩形块。
[0028]
可选的，如上任一所述的用于双天线北斗定向设备的滤波单元，其中，所述输入端谐振齿包括相互等间距设置的5条，所述输出端谐振齿同样包括相互等间距设置的5条，且各输出端谐振齿分别位于各输入端谐振齿的延长线上。
[0029]
可选的，如上任一所述的用于双天线北斗定向设备的滤波单元，其中，所述上谐振齿包括分别设置在两第一中间通带外侧的两对，所述下谐振齿同样包括分别设置在两第二中间通带外侧的两对；
[0030]
位于第一中间通带下侧的上谐振齿和位于第二中间通带上端的下谐振齿之间分别在其左右两侧插接进入有一个输入端谐振齿和一个输出端谐振齿。
[0031]
可选的，如上任一所述的用于双天线北斗定向设备的滤波单元，其中，所述输入通带及所述输出通带的下侧接地。
[0032]
本实用新型和现有方案相比具有如下技术效果:
[0033]
1.本实用新型提供一种用于双天线北斗定向设备的滤波单元，其利用四个梳状谐振单元之间谐振齿之间的相互插接关系，形成四个相互耦合的谐振电路，由此，通过四者之间的耦合系数确定滤波单元整体的传输零点，实现带外抑制。
[0034]
2.进一步，由于输入端梳状谐振单元中的输入通带下端及所述输出端梳状谐振单元中的输出通带下端分别设置为接地，因此，本实用新型能够进一步的将静电干扰泄放至地电平，从而实现静电防护。
[0035]
3.本实用消息电路结构对称，因此能够通过结构本身所具备的谐振耦合特性，利用上下两路中间梳状谐振单元之间的相位差，实现对杂散信号的相位抵消，有效抑制系统内所产生高次谐波，克服系统信号通路中受不同工作频段器件的影响而引入各类寄生杂波干扰。
[0036]
4.并且，本实用新型的滤波单元，其电路结构简单且对称，易于加工。其平面化的电路设计方式易于实现芯片级的集成，占用电路空间小，有利于设备小型化。
[0037]
本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。
附图说明
[0038]
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本实用新型的实施例一起，用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
[0039]
图1为根据本实用新型的用于双天线北斗定向设备的滤波单元的平面结构示意图；
[0040]
图2为图1中滤波单元的等效电路原理图；
[0041]
图3为图1中滤波单元的剖视图。
具体实施方式
[0042]
以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0043]
本实用新型中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。
[0044]
本实用新型中所述的“内、外”的含义指的是相对于滤波单元本身而言，由输入端、输出端指向第一中间通带和第二中间通带之间位置的方向为内，反之为外；而非对本实用新型的装置机构的特定限定。
[0045]
本实用新型中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。
[0046]
本实用新型中所述的“上、下”的含义指的是使用者正对滤波单元时，由上侧通带
指向输入通带或输出通带接地端的方向即为下，反之即为上下，而非对本实用新型的装置机构的特定限定。
[0047]
本实用新型所提供的用于双天线北斗定向设备的滤波单元其可设置为图1所示的形式，包括：
[0048]
输入端梳状谐振单元1，其包括至少两个输入端谐振齿12，各所述输入端谐振齿12的同一端垂直连接输入通带11，所述输入通带11的中间位置与滤波单元的输入端in电连接，接收输入信号；
[0049]
输出端梳状谐振单元4，其包括至少两个输出端谐振齿42，各所述输出端谐振齿42的同一端垂直连接输出通带41，且所述输入通带11和输出通带41分别位于所述滤波单元的两端，所述输出通带41的中间位置与滤波单元的输出端out电连接，输出滤波后的信号；
[0050]
第一中间梳状谐振单元，其设置在输入端谐振齿12以及输出端谐振齿42之间，且位于所述输入通带11及所述输出通带41的中间位置的上侧，所述第一中间梳状谐振单元包括至少一对上谐振齿23，所述上谐振齿23分别插接进入输入端谐振齿12之间的间隙中以及输出端谐振齿42之间的间隙中；
[0051]
第二中间梳状谐振单元，其设置在输入端谐振齿12以及输出端谐振齿42之间，且位于所述输入通带11及所述输出通带41的中间位置的下侧，所述第二中间梳状谐振单元包括至少一对下谐振齿，所述下谐振齿分别插接进入输入端谐振齿12之间的间隙中以及输出端谐振齿42之间的间隙中。
[0052]
由此，该滤波单元能够以图2所示的形式，将四个梳状谐振单元分别等效为四个lc并联谐振电路，并通过四个梳状谐振单元之间谐振齿的相互插接作用形成lc并联谐振电路之间的耦合，由此，通过四者之间的耦合系数确定滤波单元整体的传输零点，实现带外抑制。
[0053]
以输入端梳状谐振单元1为例，其各输入端谐振齿12之间电荷分布能够形成相应的等效电容c11，其谐振齿与输入通带之间的电流形成等效的电感l11。类似的，所述输出端梳状谐振单元2，其输出端谐振齿之间，以及输出端谐振齿与输出通带之间分别也对应形成有电容c41和相应的电感。
[0054]
在较为具体的实现方式下，所述第一中间梳状谐振单元具体可设置为包括：
[0055]
上侧通带21，其设置在第一中间梳状谐振单元的上侧，所述输入端谐振齿12和输出端谐振齿42分别插接进入所述上侧通带21与所述上谐振齿23之间的间隙中；
[0056]
第一中间通带22，其设置在第一中间梳状谐振单元的中部，包括相互平行的两条，两条第一中间通带22分别垂直连接上谐振齿的内侧；所述上侧通带21和第一中间通带22合围构成具有开口的第一耦合环结构。
[0057]
其还可在中部进一步设置：上耦合矩形块，其设置在所述第一耦合环结构内；上连接条，其连接所述上耦合矩形块的上侧与所述上侧通带21的下侧之间。
[0058]
为保证其等效电容、等效电感的耦合系数与输入端梳状谐振单元1、输出端梳状谐振单元4匹配，其还可以进一步的在整个滤波单元的中间设置：第一耦合环密封条，其设置在所述第一中间通带22的下侧，各第一耦合环密封条的外侧分别由上谐振齿23的内侧向第一耦合环结构的开口内侧延伸，所述第一耦合环密封条、第一中间通带22和上侧通带21共同合围所述上耦合矩形块。
[0059]
由此，第一中间梳状谐振单元中由第一耦合环密封条、第一中间通带22和上侧通带21共同合围所构成的c字型结构能够与中间的上耦合矩形块配合形成等效电感l22。第一中间梳状谐振单元中相邻各上谐振齿23之间能够通过电荷的累积形成等效的电容c21，其与输入端梳状谐振单元或输出端梳状谐振单元中的输入端谐振齿或输出端谐振齿配合，能够形成等效的环路电感l41。
[0060]
上述各等效电容及电感分别构成图2中等效电路中的各参数，实现对输入信号的滤波。
[0061]
为配合第一中间梳状谐振单元，所述第二中间梳状谐振单元具体可设置为与所述第一中间梳状谐振单元的结构相互对称，包括：
[0062]
下侧通带，其设置在第二中间梳状谐振单元的下侧，所述输入端谐振齿12和输出端谐振齿42分别插接进入所述下侧通带与所述下谐振齿之间的间隙中；
[0063]
第二中间通带，其设置在第二中间梳状谐振单元的中部，包括相互平行的两条，两条第二中间通带分别垂直连接下谐振齿的内侧，且，所述下侧通带和第二中间通带合围构成具有开口的第二耦合环结构；
[0064]
下耦合矩形块36，其设置在所述第二耦合环结构内；
[0065]
下连接条35，其连接所述下耦合矩形块36的下侧与所述下侧通带的上侧之间；
[0066]
第二耦合环密封条34，其设置在所述第二中间通带的上侧，各第二耦合环密封条34的外侧分别由下谐振齿的内侧向第二耦合环结构的开口内侧延伸，所述第二耦合环密封条、第二中间通带和下侧通带共同合围所述下耦合矩形块。
[0067]
由此所构成的滤波单元，其可采用平面设计，通过图3所示的方式，分别将：所述输入端梳状谐振单元1和输出端梳状谐振单元4设置在电路板5的顶部平面上；而将所述第一中间梳状谐振单元和第二中间梳状谐振单元设置在电路板5的底部平面上，使之与所述输入端梳状谐振单元1和输出端梳状谐振单元4隔着电路板5中间的绝缘介质相对，利用绝缘介质的介电常数缩小形成相应等效电容结构所需的器件尺寸，以进一步实现电路的集成化和小型化。
[0068]
在更为具体的实现方式下，为保证各谐振单元之间的耦合系数，本实用新型中具体可设置所述输入端谐振齿12包括相互等间距设置的5条，所述输出端谐振齿42同样包括相互等间距设置的5条，且各输出端谐振齿42分别位于各输入端谐振齿12的延长线上。
[0069]
对应该结构，为实现最优的耦合效果，还可进一步设置所述上谐振齿23包括分别设置在两第一中间通带外侧的两对，所述下谐振齿同样包括分别设置在两第二中间通带外侧的两对；
[0070]
位于第一中间通带下侧的上谐振齿23和位于第二中间通带上端的下谐振齿之间分别在其左右两侧插接进入有一个输入端谐振齿12和一个输出端谐振齿42，从而保证与输入端梳状谐振单元和输出端梳状谐振单元之间的耦合系数。
[0071]
其中，输入端梳状谐振单元和输出端梳状谐振单元所分别对应的输入通带11及所述输出通带41的下侧可设置为接地，以实现对静电干扰信号的泄放。
[0072]
本实用新型的优势在于：
[0073]
能够利用四个梳状谐振单元之间谐振齿之间的相互插接关系，形成四个相互耦合的谐振电路，通过四者之间的耦合系数确定滤波单元整体的传输零点，实现带外抑制。
[0074]
本领域普通技术人员可以理解：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。