枝节加载的方环双模双频滤波器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种枝节加载的方环双模双频滤波器，包括设置在方形环任意两条边框外侧的两条馈线，在方形环的四个内角沿对角线向内延伸出四个主枝节线，每条主枝节线的末端平行方形环的内壁各延伸出一条开路短截线，该对开路短截线的延伸长度不相等，但四对开路短截线结构尺寸一致，并沿方形环的中心对称设置。本发明枝节加载的方环双模双频滤波器在实际应用时，根据不同的通信场合和应用需要，通过上述的各个部位尺寸参数的选择，实现调整双频滤波器的两个通带的中心频率，来达到不同的应用需求。
【专利说明】枝节加载的方环双模双频滤波器
【技术领域】
[0001]本发明属于微波微带滤波器【技术领域】，是由微带线制作工作在多个频率下的方环双频滤波器，具体涉及一种枝节加载的方环双模双频滤波器。
【背景技术】
[0002]通讯产业的蓬勃发展带动了人类新的文明也提升了人类的生活水平，人们也在不断的提出新的通讯标准和开发新的技术，例如从早期的GSM、CDMA、WCDMA到现在的TD-SCDMA、WLAN、WiMAX等，频段划分越来越细，运营商提供给客户的服务越来越全，语音、数据、视频、上网、全球定位无所不能，这使生活更加便利和丰富，但也对通信系统收发机提出了越来越高的要求，比如需要更加的小型化、集成化、高性能化等。
[0003]对于无线通信系统而言，滤波器在滤去镜频干扰、衰减噪声、频分复用以及在高性能的振荡、放大、倍频和混频电路中，起着重要作用。随着信息化进程的日益加快，人们对信息传输的速度与品质的不断追求，另一方面也不断追求更加方便人性化和高性能的终端设备不断升级，促使了包括滤波器在内的射频元器件的微型化和可集成化，同时也产生了各种结构和性能的射频滤波器来进一步满足小体积、轻重量的系统要求。
[0004]虽然滤波器的发展历史悠久，但是对于双频滤波器的研究属于最近才兴起的新兴课题，尤其是从近几年开始，双频天线和双频低噪放的研制成功，使得微波双频滤波器件己逐步进入市场化阶段，到目前为止，己经提出了很多新型的双频滤波器结构。由于微带线滤波器具有小尺寸，易于加工，便于集成的特点，而且还能通过采用不同的衬底材料在很大的频率范围内应用，因此国外很多双频滤波器的研究报告都是以平面微带结构为基础的。2006年，台湾的Tsung-Hui Huang提出利用SIR结构设计的方环双模双频滤波器,在方环的两个角上还增加两个方形微扰激励两个模式，可以得到所需的两个通带频率。2007年，胡慧玲提出一种共面波导(CPW)结构双模方形贴片带通滤波器，该滤波器采用方形贴片作为谐振器，在方形贴片的两个对称的角上开两个相同的方形切角作为微扰使其简并模式分离并产生耦合，贴片与输入/输出CPW分别设计在介质基板的两个不同的面上。2009年加拿大Erick Emmanuel Djoumessi提出了一种多层双模双频滤波器,第一层和第三层合作提供了双模滤波器的特性，第二层作为公共地，通过在方环的一角增加方形微扰激励简并模式。2012年，付森提出了具有大尺寸微扰的双模谐振器构成双通带滤波器的方法，设计出了一种电容加载的方形谐振环，枝节的加载不仅有利于谐振腔的小型化而且能有效的改变平均电流的分布。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种枝节加载的方环双模双频滤波器，实现的双频滤波器中心频率分别在1.76GHz和4.6GHz，通过引入新的微扰结构激励起两个简并模式，能够实现双模双频段小型化的滤波器应用特性。
[0006]本发明所采用的技术方案是，一种枝节加载的方环双模双频滤波器，包括方形环，在方形环任意两条边框外侧分别设置有一条馈线，在方形环的四个内角沿对角线向内延伸出四个主枝节线，每条主枝节线的末端平行方形环的内壁各延伸出一条开路短截线，该对开路短截线的延伸长度不相等。
[0007]本发明的枝节加载的方环双模双频滤波器，其特征还在于，
[0008]开路短截线总共四对，结构尺寸一致，并沿方形环的中心对称设置。
[0009]所述的方形环的边长为14±2mm，
[0010]从方形环四个内角向内的主枝节线长度均为2.12±2mm，
[0011]从主枝节线向两边引出的两条开路短截线长度分别为1.49±0.5mm和
5.1 + 0.5mm,
[0012]方形环和每条主枝节线的宽度均为0.5 ±0.1mm ;
[0013]馈线耦合边的边长为10±2mm，宽度为0.4±0.2mm。
[0014]本发明的有益效果是，创新点在于对传统的方环形的双频滤波器，引入一种新的微扰结构，即通过两条不对称枝节线的耦合间距来激励起两个简并模，达到双模双频段的滤波器特性，使得滤波器结构更加紧凑，调节方便灵活，能有效地滤除各种无用信号及噪声信号，降低各通信频道间的信号干扰，在应用的通信系统中，发挥重要作用。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本发明枝节加载的方环双模双频滤波器的结构示意图；
[0016]图2是本发明的方环双模双频滤波器实施例的应用安装结构示意图；
[0017]图3是本发明枝节加载的方环双模双频滤波器的频率响应特性曲线。
[0018]图中，1.双频天线，2.放大器一，3.放大器二，4.枝节加载双频滤波器一，5.下变频电路，6.枝节加载双频滤波器二，7.放大器三，8.参考晶振，9.频率合成器，10.AGC模块，
11.A/D转换，12.微处理器，13.相关通道，14.存储器，15.方形环，16.主枝节线，17.馈线，18.开路短截线。
【具体实施方式】
[0019]以下结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步描述。
[0020]参照图1，本发明枝节加载的方环双模双频滤波器，其结构是，包括方形环15，在方形环15任意两条边框外侧分别设置有一条馈线17，该两条馈线17通过耦合结构对方形环15进行馈电，在方形环15的四个内角沿对角线向内延伸出四个主枝节线16，(每条主枝节线16与邻近的两条方形环边成45度夹角)，每条主枝节线16的末端(向心端)平行方形环15的内壁(向左右两边)各延伸出一条开路短截线18，该对开路短截线18的延伸长度不相等，但四对开路短截线18结构尺寸一致，并沿方形环15的中心对称设置，通过调整每两条开路短截线18间的耦合间距就能够激励起两个简并模式。
[0021]本发明双频滤波器实施例的尺寸参数范围是:方形环15的边长尺寸为14±2mm，从方形环15四个内角向内的主枝节线16长度均为2.12±2mm，从主枝节线16向左右两边引出的两条开路短截线18长度分别为1.49 ±0.5mm和5.1 ±0.5mm,方形环15和每条主枝节线16的宽度均为0.5±0.1mm，馈线17耦合边的边长为10±2mm，宽度为0.4±0.2mm。
[0022]本发明枝节加载的方环双模双频滤波器在实际应用时，根据不同的通信场合和应用需要，通过上述的各个部位尺寸参数的选择，实现调整双频滤波器的两个通带的中心频率，来达到不同的应用需求。
[0023]实施例
[0024]参照图2，将本发明枝节加载的方环双模双频滤波器应用于通信系统接收机中，该接收机的主体结构是，包括双频天线1，双频天线I依次通过(双频低噪声)放大器一 2、放大器二 3、枝节加载双频滤波器一 4、下变频电路5、枝节加载双频滤波器二 6、放大器三7、A/D转换11与相关通道13连接；另外，参考晶振8通过频率合成器9与下变频电路5 (另一输入端)连接，并且放大器三7设置有进行反馈控制的AGC模块10 ;相关通道13还与微处理器12和存储器14同时互相连接，微处理器12和存储器14互相连接。
[0025]上述的双频天线I和(双频低噪声)放大器一 2 —起构成天线单元；
[0026]上述的放大器二 3、枝节加载双频滤波器一 4、下变频电路5、枝节加载双频滤波器二 6、放大器三7、参考晶振8、频率合成器9和AGC模块10 —起构成下变频电路单元；
[0027]上述的A/D转换11、微处理器12、相关通道13和存储器14 一起构成基带信号处理单元。
[0028]枝节加载双频滤波器一 4和枝节加载双频滤波器二 6的结构尺寸一致，如图1所
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[0029]放大器一2，可选用如 Avago 公司的 MGA683P8，Skyworks 公司的 SKY65047-360LF，放大器二 3和放大器三7也可以是一样的型号。
[0030]下变频电路5,可选用Ettus research公司的RFX1200子板。
[0031]基带信号处理单元可选用Ettus research公司的通用软件无线电平台USRP1。
[0032]上述的这些电路模块或单元都是系统电路，根据不同的应用需求，还可以选用其他相关的具体型号进行组合设计。
[0033]本实施例中的两个枝节加载双频滤波器的具体参数是:方形环15的边长为14mm，四个主枝节线16长度为2.12_、从主枝节线16向左右两边的两条开路短截线18长度分别为1.49mm和5.1mm,方形环15和每条主枝节线16的宽度均为0.5mm,馈线17稱合边的边长为10mm，宽度为0.4mm,第一通带中心频率为1.76GHz，第二通带中心频率为4.6GHz，输入输出信号通过同轴输入线与馈线相连。
[0034]在系统工作时，首先双频天线I从空中接收微弱的电信号，经由放大器一 2放大信号功率到需求水平后送入枝节加载双频滤波器一 4，滤除各种无用信号及噪声信号后进入下变频电路5，降低各通信频道间的信号干扰，同时，参考晶振8 (TCXO)的信号也通过频率合成器9进入下变频电路5 ;再根据不同的应用需要选择下变频电路5将接收信号下变频到中频频率，再次经过枝节加载双频滤波器二 6后经过放大器三7的自循环回路最后送入后级的基带信号处理单元，基带信号处理单元完成基带信号的处理工作。
[0035]参照图3，是本发明枝节加载的方环双模双频滤波器实施例的频率响应特性曲线，两个通带的中心频率分别位于1.76GHz和4.6GHz，带内差损分别为2.5dB和0.6dB，第一通带带外差损小于_50dB，第二通带带外差损小于_20dB，性能符合相关的技术要求。
【权利要求】
1.一种枝节加载的方环双模双频滤波器，其特征在于，包括方形环(15)，在方形环(15)任意两条边框外侧分别设置有一条馈线(17)，在方形环(15)的四个内角沿对角线向内延伸出四个主枝节线(16)，每条主枝节线(16)的末端平行方形环(15)的内壁各延伸出一条开路短截线(18)，该对开路短截线(18)的延伸长度不相等。
2.根据权利要求1所述的枝节加载的方环双模双频滤波器，其特征在于，所述的开路短截线(18)总共四对，结构尺寸一致，并沿方形环(15)的中心对称设置。
3.根据权利要求1所述的枝节加载的方环双模双频滤波器，其特征在于，所述的方形环(15)的边长为14±2mm, 从方形环(15)四个内角向内的主枝节线(16)长度均为2.12±2mm, 从主枝节线(16)向两边引出的两条开路短截线(18)长度分别为1.49±0.5mm和.5.1 + 0.5mm, 方形环(15)和每条主枝节线(16)的宽度均为0.5±0.1mm ； 馈线(17)耦合边的边长为10±2mm，宽度为0.4±0.2mm。
【文档编号】H01P1/203GK103779639SQ201410019016
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年1月15日 优先权日:2014年1月15日
【发明者】席晓莉, 师晓敏 申请人:西安理工大学