专利名称：阻带内具有两个衰减极点的低通滤波器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无线通信工程中用的低通滤波器，特别是一种要求具有较宽阻带，阻带内具有两个衰减极点的低通滤波器。
背景技术：
通常具有衰减极点微波低通滤波器为从图1低通原型出发，图中输入接口PORT1(Z0)开始依次为起电感作用的串联高阻线L1，起电容作用的并联低阻线C2，起电感作用的串联高阻线L3等等直到PORT2(Z0)，元件的总个数为低通滤波器的级数(不包含输入输出接口PORT1、PORT2)。
为使低通滤波器具有足够陡峭的频率截止性，或者在要求的阻带内实现足够的衰减，通常采取的结构是将图1(a)中并联的低阻线Cx之中的一个或多个替换成一个高-低阻线对，使之成为一个串联谐振支路，从而达到在谐振频率上信号的衰减达到最大。设置多个这种谐振支路可以在阻带中实现多个衰减极点，如图2。图3(a)为已经披露的一种微带实现形式的有两个传输零点的六级低通滤波器，图3(b)为其频率响应。
但是上述通常的设计方法和最终实现的低通滤波器存在以下几个缺陷1.阻带中衰减极点的位置设计之前就预先固定，设计结束后或者设计期间一旦发现衰减极点的位置不合要求，即没有使阻带达到指标要求，那么整个设计都要从新开始。
2.如果要设计不同阻带带宽的低通滤波器通常要重新设计，重新计算电路中L、C的值来设置阻带中衰减极点的位置。
3.当设置多个阻带衰减极点时，电路中存在多个相应的谐振支路，最终物理实现的电路结构将会变的比较复杂。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中存在的问题，提供一种阻带内具有两个衰减极点的低通滤波器，电路结构比较简单，设计过程中易于调整，便于设计提供阻带宽和指标要求各不相同的低通滤波器系列产品。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下
一种阻带内具有两个衰减极点的低通滤波器，由第一、三级串联电感支路和第二、第四级并联电容集总组成，其特征在于第四级并联电路通过增加一个串联的电感构成电容电感串联的谐振支路，并在第一、第三级串联电感支路之间加一个耦合路径。
上述的耦合路径由第一、三级串联电感支路的部分电路段相互靠近构成。
上述的串联电感支路为串联高阻线，并联电容支路为并联低阻线。
上述的串联电感支路的串联高阻线是呈折线串联排列形式的微带线。
上述的构成耦合路径的第一、三级串联电感电路之间相互靠近的部分电路段为两条靠近的微带线，其长度为10.0-12.0的作为第一级串联电感支路微带线，而相互靠近的距离为0.05mm-0.3mm。
本发明与现有技术相比，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点本发明在传统四级低通滤波器上进行改进对第四级并联电容支路(C4)通过增加一个串联的电感(L4)使其成为谐振支路，用于产生一个固定的传输零点；再在第一、三级串联电感支路(L1、L3)之间加一个耦合路径(M13)，在设计过程中，可灵活调整M13，随着M13值的适当变化，在低通滤波器的阻带内会出现另一个可随意移动的传输零点。则在阻带内就有了两个传输零点，第一个固定的传输零点用于确定阻带的边界，另一个可以随意移动的传输零点用于控制需要的阻带宽度。本发明实现了通常需要更多级数低通滤波器才能实现的频响特性，电路结构减少了电路元件的个数和复杂性，降低了滤波器的插入损耗。本发明提供的产品适合用作移动通信基站中使用微带形式的低通滤波器，手持终端上使用的低通滤波器等。
图1是现有技术中的一种微带形式低通咯其。图中的图(a)是其等效电路图，图(b)是其微带实现形式图2是现有技术中另一种微带形式低通滤波器。
图3是现有技术中一种有两个传输零点的六级微带式低通滤波器。图中图(a)是其微带实现形式图，图(b)是其频响特性图。
图4是现有技术中传统四级低通滤波器的等效电路图。
图5是本发明一个实施例的等效电路6是图5示例的微带实现形式图。
图7是图5示例的频响特性图。
具体实施例方式
本发明的一个优选实施例如下本实施例的阻带内具有两个衰减极点的低通滤波器是在图4所示传统四级低通滤波器的基础上，改进成图5所示的改进型四级低通滤波器，就是将第四级并联电容支路C4通过增加一个串联电感L4而改进成电容电感串联的谐振支路，并且在第一、三级串联电感支路L1、L3之间加一个耦合路径M13。本改进的微带四级低通滤波器为例。拟设该微带四级低通滤波器的设计指标为截止频率960MHz，在1710MHz-1880MHz内的插入损耗大于20dB。本例中使用的微带板为ROGERS公司的RT6010型微带板，其基板介质的相对介电常数是10.2，基板介质厚度是0.635mm。最终的电路如图6所示(单位毫米)，其中的L1、C2、L3、C4、L4和M13等分别指代的是图5等效电路中的各个元素，Port1和Port2代表的是该滤波器的输入输出端，都是50ohm特性阻抗的微带线。为了进一步减小整个滤波器的所占面积，图6中的设计将L3和L4表示电感的微带部分排成了折线的形式。M13的实现是通过将表示L1和L3的两条微带线相互靠近来实现的，见图中所示，两条线之间的间距为0.1mm。整个电路大小约为10×20mm2，面积不到图3(a)所示滤波器的一半。这种电路形式的频率响应如图7所示，其中在1.5GHz附近的传输零点为L4和C4组合成的谐振电路所产生，在2GHz附近出现另外一个传输零点则是由添加的耦合路径M13产生的。用四级低通实现了图3中六级低通滤波器才能实现的频响特性，而且同时抑制了图3中滤波器在2.8GHz附近处的寄生通带。
权利要求
1.一种阻带内具有两个衰减极点的低通滤波器，由第一、三级串联电感支路(L1、L3)和第二、第四级并联电容支路(C2、C4)集总组成，其特征在于第四级并联电路(C4)通过增加一个串联的电感(L4)构成电容电感串联的谐振支路，并在第一、第三级串联电感支路(L1、L3)之间加一个耦合路径(M13)。
2.根据权利要求1所述的阻带内具有两个衰减极点的低通滤波器，其特征在于耦合路径(M13)由第一、三级串联电感支路(L1、L3)的部分电路段相互靠近构成。
3.根据权利要求1所述的阻带内具有两个衰减极点的低通滤波器，其特征在于串联电感支路(L1、L3)为串联高阻线，并联电容支路(C2、C4)为并联低阻线。
4.根据权利要求3所述的阻带内具有两个衰减极点的低通滤波器，其特征在于作为串联电感支路(L1、L3)的串联高阻线是呈折线串联排列形式的微带线。
5.根据权利要求1或4所述的阻带内具有两个衰减极点的低通滤波器，其特征在于构成耦合路径(M13)的第一、三级串联电感电路(L1、L3)之间相互靠近的部分电路段为两条靠近的微带线，其长度为10.0mm-12.0mm的作为第一级串联电感支路(L1)微带线，而第一、三级串联电感电路(L1、L3)相互靠近的距离为0.05mm-0.3mm。
全文摘要
本发明涉及一种阻带内具有两个衰减极点的低通滤波器。它是由第一、三级串联电感支路和第二、第四级并联电容集总组成，第四级并联电路通过增加一个串联的电感构成电容电感串联的谐振支路，并在第一、第三级串联电感支路之间加一个耦合路径。本发明的电路结构减少了电路元件的个数和复杂性，降低了滤波器的插入损耗。本发明提供的产品适合用作移动通信基站中使用微带形式的低通滤波器，手持终端上使用的低通滤波器等。
文档编号H03H7/01GK1633025SQ20041008475
公开日2005年6月29日 申请日期2004年12月2日 优先权日2004年12月2日
发明者马哲旺, 墨晶岩 申请人:上海大学