一種采用改進(jìn)型耦合饋線的平衡濾波器制造技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種采用改進(jìn)型耦合饋線的平衡濾波器，包括輸入輸出端口及級(jí)聯(lián)的兩個(gè)改進(jìn)型耦合饋線；其中一個(gè)改進(jìn)型耦合饋線包括對(duì)稱(chēng)分布的第一耦合傳輸線和第二耦合傳輸線及加載在該第一耦合傳輸線和第二耦合傳輸線之間的第一枝節(jié)，另外一個(gè)改進(jìn)型耦合饋線包括對(duì)稱(chēng)分布的第三耦合傳輸線和第四耦合傳輸線及加載在該第三耦合傳輸線和第四耦合傳輸線之間的第二枝節(jié)、第三枝節(jié)、第四枝節(jié)、第五枝節(jié)，所述第一耦合傳輸線、第二耦合傳輸線、第三耦合傳輸線、第四耦合傳輸線分別連接有一輸入輸出端口，每個(gè)輸入輸出端口各加載有耦合枝節(jié)，用于引入傳輸零點(diǎn)。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)由于其自身的共模抑制，可以將差模和共模分開(kāi)設(shè)計(jì)，共模抑制得到明顯的改善。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專(zhuān)利技術(shù)涉及微波通信的
，尤其是指一種采用改進(jìn)型耦合饋線的平衡濾波器。
技術(shù)介紹
平衡濾波器自提出以來(lái)得到人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注，目前已有不同的結(jié)構(gòu)滿足不同的需求。但設(shè)計(jì)方法基本都是基于帶阻濾波器和帶通濾波器的綜合設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)較復(fù)雜，難以同時(shí)實(shí)現(xiàn)高選擇性和高共模抑制。因此，研宄新型共模抑制結(jié)構(gòu)變得越來(lái)越重要。另外一方面，耦合線常常用于濾波器的設(shè)計(jì)中，但傳統(tǒng)耦合饋線在傳輸差模信號(hào)的同時(shí)也傳輸了共模信號(hào)。耦合饋線本身對(duì)濾波器的共模信號(hào)沒(méi)有抑制，因此需要施加額外的措施，例如GDS槽線、對(duì)稱(chēng)枝節(jié)加載、引入傳輸路徑等來(lái)綜合設(shè)計(jì)差模通帶和共模阻帶，增加了設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度。因此迫切希望研宄一種適用在平衡濾波器當(dāng)中的、在饋線端就能實(shí)現(xiàn)共模抑制的耦合饋線結(jié)構(gòu)，使得濾波器的設(shè)計(jì)主要集中在差模性能的實(shí)現(xiàn)上，從而簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。綜上，研宄高共模抑制新型耦合饋線結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)射頻/微波通信頻段高選擇性高共模抑制平衡濾波器具有極其重要的理論意義、極大的經(jīng)濟(jì)效益和廣闊的應(yīng)用前景。平衡濾波器最基本的實(shí)現(xiàn)方式是以Lei Zhu團(tuán)隊(duì)提出的一系列枝節(jié)加載結(jié)構(gòu)為代表。例如其 2009 年在 IEEE Microwave and Wireless Components Letters 發(fā)表題為“A differential-mode wideband bandpass filter on microstrip line for UffBappI icat1n ”的文章，差模時(shí)中心對(duì)稱(chēng)面短路，等效為短路枝節(jié)加載的枝節(jié)線結(jié)構(gòu)帶通濾波器。共模激勵(lì)時(shí)，通過(guò)對(duì)稱(chēng)面上加載SIR(階躍阻抗)開(kāi)路枝節(jié)在通帶內(nèi)引入兩個(gè)傳輸零點(diǎn)來(lái)抑制共模信號(hào)，如圖8所示。此種方法設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)是通過(guò)增加枝節(jié)數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)較寬的帶寬，缺點(diǎn)是差模通帶的選擇性較差、共模阻帶帶寬有限、尺寸較大。另一種實(shí)現(xiàn)平衡濾波器的方法是使用多模諧振器，例如2012年W Q Che.在IEEETransact1ns on Microwave Theory and Techniques 發(fā)表的題為 “Novel WidebandDifferential Bandpass Filters Based on T-Shaped Structure” 文章，如圖 9 所不。T型諧振器的三個(gè)諧振模式形成了差模通帶，同時(shí)共模時(shí)在中心頻率處引入傳輸零點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)共模抑制。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)是共模抑制范圍覆蓋到整個(gè)頻帶，尺寸較小。然而選擇性仍需改善。基于兩路徑信號(hào)同相疊加反相抑制的原理同樣可以實(shí)現(xiàn)較好的共模抑制，如 W Q Che 在 Asia-Pacific Microwave Conference Proceedings (APMC)發(fā)表的題為 “A microstrip ultra-wideband differential filter with shorted parallelcoupled-line”的文章，如圖10所示。當(dāng)兩條路徑的信號(hào)疊加時(shí)，如果滿足條件=Qpath2(^)iZnJI 和 0pathl(fQ) =(η = 1,2,3...)時(shí)，將分別產(chǎn)生一個(gè)通帶和阻帶。基于該方法設(shè)計(jì)的平衡濾波器，在整個(gè)頻率范圍內(nèi)其共模信號(hào)都可以被抑制，但其差模通帶的邊帶特性比較差。此外，另一種高共模抑制的設(shè)計(jì)方法是基于槽線的設(shè)計(jì)，例如P Hsu在IEEEMicrowave and Wireless Components Letters 發(fā)表的題為“A differential-modewideband bandpass filter with enhanced common-mode suppress1n using slotlineresonator”文章，如圖11所示。由于共模時(shí)對(duì)稱(chēng)面處槽線磁流方向和磁壁邊界存在著矛盾，共模信號(hào)不會(huì)被傳輸。所以這一類(lèi)平衡濾波器的設(shè)計(jì)過(guò)程中只需保證對(duì)稱(chēng)面處槽線一定的長(zhǎng)度就可實(shí)現(xiàn)很好的共模抑制效果，方法簡(jiǎn)便，可以設(shè)計(jì)寬帶或超寬帶。缺點(diǎn)是通帶選擇性較差。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種采用改進(jìn)型耦合饋線的平衡濾波器，克服平衡濾波器高選擇性和高共模抑制同時(shí)實(shí)現(xiàn)的難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)饋電端的共模抑制，使得濾波器的設(shè)計(jì)集中在差模通帶的實(shí)現(xiàn)上；克服現(xiàn)有平衡濾波器通帶選擇性平緩的問(wèn)題，提供具多傳輸零點(diǎn)的新型短路耦合枝節(jié)加載；克服平衡濾波器差模高頻阻帶難控制的問(wèn)題，提供一種具諧波抑制的寬阻帶實(shí)現(xiàn)方案。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專(zhuān)利技術(shù)所提供的技術(shù)方案為:一種采用改進(jìn)型耦合饋線的平衡濾波器，包括有輸入輸出端口及級(jí)聯(lián)的兩個(gè)改進(jìn)型耦合饋線；其中一個(gè)改進(jìn)型耦合饋線包括有鏡像對(duì)稱(chēng)分布的第一耦合傳輸線和第二耦合傳輸線及加載在該第一耦合傳輸線和第二耦合傳輸線之間的第一枝節(jié)，所述第一枝節(jié)由兩段鏡像對(duì)稱(chēng)的傳輸線連接而成，該兩段傳輸線與第一耦合傳輸線和第二耦合傳輸線同一對(duì)稱(chēng)軸；另外一個(gè)改進(jìn)型耦合饋線包括有鏡像對(duì)稱(chēng)分布的第三耦合傳輸線和第四耦合傳輸線及加載在該第三耦合傳輸線和第四耦合傳輸線之間的第二枝節(jié)、第三枝節(jié)、第四枝節(jié)、第五枝節(jié)，所述第二枝節(jié)的一端連接第三耦合傳輸線，其另一端分別連接第三枝節(jié)和第四枝節(jié)的一端，所述第三枝節(jié)的另一端與第四耦合傳輸線連接，該第二枝節(jié)和第三枝節(jié)鏡像對(duì)稱(chēng)，且與第三耦合傳輸線和第四耦合傳輸線同一對(duì)稱(chēng)軸，所述第四枝節(jié)在該對(duì)稱(chēng)軸上延伸，其另一端與垂直于該對(duì)稱(chēng)軸的第五枝節(jié)的中心連接；所述第一耦合傳輸線、第二耦合傳輸線、第三耦合傳輸線、第四耦合傳輸線分別連接有一輸入輸出端口，每個(gè)輸入輸出端口各加載有耦合枝節(jié)，用于引入傳輸零點(diǎn)，該第一耦合傳輸線和第二耦合傳輸線的耦合枝節(jié)鏡像對(duì)稱(chēng)，并與第一耦合傳輸線和第二耦合傳輸線同一對(duì)稱(chēng)軸，該第三耦合傳輸線和第四耦合傳輸線的耦合枝節(jié)鏡像對(duì)稱(chēng)，并與第三耦合傳輸線和第四耦合傳輸線同一對(duì)稱(chēng)軸。所述第一枝節(jié)、第二枝節(jié)、第三枝節(jié)、第四枝節(jié)、第五枝節(jié)為短路枝節(jié)或開(kāi)路枝節(jié)。所述輸入輸出端口為阻抗50 Ω的傳輸線。本專(zhuān)利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)與有益效果:1、與已有共模抑制實(shí)現(xiàn)方法相比較，本專(zhuān)利技術(shù)的改進(jìn)型耦合饋線結(jié)構(gòu)，由于其自身的共模抑制，可以將差模和共模分開(kāi)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)獨(dú)立、簡(jiǎn)便，共模抑制得到明顯的改善。2、與現(xiàn)有平衡濾波器高選擇性實(shí)現(xiàn)方法相比較，本專(zhuān)利技術(shù)采用的短路耦合枝節(jié)加載方式會(huì)在通帶為產(chǎn)生兩個(gè)可控傳輸零點(diǎn)，改善了通帶的選擇性。3、本專(zhuān)利技術(shù)提出的改進(jìn)型耦合饋線可用于諧波抑制，可實(shí)現(xiàn)差模阻帶的二次諧波抑制或高選擇性高共模抑制設(shè)計(jì)。4、由于本設(shè)計(jì)的濾波器采用平面結(jié)構(gòu)，成本低，特性好，易集成，因此本專(zhuān)利技術(shù)比較適合集成到移動(dòng)終端設(shè)備系統(tǒng)上。【附圖說(shuō)明】圖1為本專(zhuān)利技術(shù)采用改進(jìn)型耦合饋線的平衡濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為專(zhuān)利技術(shù)所使用的微帶介質(zhì)基板示意圖。圖3a為傳統(tǒng)耦合饋線Type-A的電路圖。圖3b為傳統(tǒng)耦合饋線Type-B的電路圖。圖3c為改進(jìn)型耦合饋線Type-A’的電路圖。圖3d為改進(jìn)型耦合饋線Type-B’的電路圖。圖4a為本專(zhuān)利技術(shù)所述平衡濾波器的差模等效電路圖。圖4b為本專(zhuān)利技術(shù)所述平衡濾波器的共模等效電路圖。圖5a為本專(zhuān)利技術(shù)所述平衡濾波器差模等效電路響應(yīng)的曲線圖。圖5b為參數(shù)Zs和Kl對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)所述平衡濾波器通帶特性影響的曲線圖。圖6a為本專(zhuān)利技術(shù)所述平衡濾波器共模電路響應(yīng)的曲線圖。圖6b為本專(zhuān)利技術(shù)所述平衡濾本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種采用改進(jìn)型耦合饋線的平衡濾波器，其特征在于：包括有輸入輸出端口及級(jí)聯(lián)的兩個(gè)改進(jìn)型耦合饋線；其中一個(gè)改進(jìn)型耦合饋線包括有鏡像對(duì)稱(chēng)分布的第一耦合傳輸線和第二耦合傳輸線及加載在該第一耦合傳輸線和第二耦合傳輸線之間的第一枝節(jié)，所述第一枝節(jié)由兩段鏡像對(duì)稱(chēng)的傳輸線連接而成，該兩段傳輸線與第一耦合傳輸線和第二耦合傳輸線同一對(duì)稱(chēng)軸；另外一個(gè)改進(jìn)型耦合饋線包括有鏡像對(duì)稱(chēng)分布的第三耦合傳輸線和第四耦合傳輸線及加載在該第三耦合傳輸線和第四耦合傳輸線之間的第二枝節(jié)、第三枝節(jié)、第四枝節(jié)、第五枝節(jié)，所述第二枝節(jié)的一端連接第三耦合傳輸線，其另一端分別連接第三枝節(jié)和第四枝節(jié)的一端，所述第三枝節(jié)的另一端與第四耦合傳輸線連接，該第二枝節(jié)和第三枝節(jié)鏡像對(duì)稱(chēng)，且與第三耦合傳輸線和第四耦合傳輸線同一對(duì)稱(chēng)軸，所述第四枝節(jié)在該對(duì)稱(chēng)軸上延伸，其另一端與垂直于該對(duì)稱(chēng)軸的第五枝節(jié)的中心連接；所述第一耦合傳輸線、第二耦合傳輸線、第三耦合傳輸線、第四耦合傳輸線分別連接有一輸入輸出端口，每個(gè)輸入輸出端口各加載有耦合枝節(jié)，用于引入傳輸零點(diǎn)，該第一耦合傳輸線和第二耦合傳輸線的耦合枝節(jié)鏡像對(duì)稱(chēng)，并與第一耦合傳輸線和第二耦合傳輸線同一對(duì)稱(chēng)軸，該第三耦合傳輸線和第四耦合傳輸線的耦合枝節(jié)鏡像對(duì)稱(chēng)，并與第三耦合傳輸線和第四耦合傳輸線同一對(duì)稱(chēng)軸。...

【技術(shù)特征摘要】

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：褚慶昕，邱雷雷，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：華南理工大學(xué)，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：廣東;44