基于平行耦合線和開路枝節的差分濾波器制造技術

本實用新型專利技術公開了一種基于平行耦合線和開路枝節的差分濾波器，包括介質基板(1)、設于介質基板(1)底面的接地板(2)以及設于介質基板(1)表面的金屬微帶線(3)，還包括：設于介質基板(1)的接地金屬(4)；所述的金屬微帶線(3)形成耦合微帶線結構與開路枝節結構，并且所述的開路枝節結構左右對稱；所述的接地金屬(4)分別與接地板(2)及耦合微帶線結構的其中一側的金屬微帶線(3)的中點連接。本實用新型專利技術中所提出的新的差分濾波器結構，設計過程簡單，可以在差模性能中實現對高次諧波的抑制；同時在共模抑制(在微帶線中間通過接地方式(即設置接地金屬)實現共模抑制)方面也可以實現較寬頻帶的抑制。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種差分帶通濾波器，尤其涉及一種基于平行耦合線和開路枝節的差分濾波器。
技術介紹
平行耦合線結構由于其簡單的設計流程，容易加工等優點，廣泛地應用到濾波器設計中。在平行耦合線帶通濾波器的基礎上,引伸和發展了多種變型結構：發夾型帶通濾波器、抽頭線型帶通濾波器、分裂環諧振器式帶通濾波器等。在這些耦合濾波器中，耦合線分為全部耦合和部分耦合。全部耦合包括終端開路的平行耦合線、終端短路的平行耦合線。部分耦合，一般耦合部分為兩端，中間部分沒有耦合。崔冬暖通過不同電長度和不同特征阻抗的并聯微帶線設計了寬帶帶阻濾波器；祝雷等人通過終端開路的耦合階梯阻抗諧振器設計了雙通帶濾波器。差分濾波器由于能夠減小系統中的電磁干擾、噪聲等，而廣泛地應用到微波系統中。毛金榮提出了部分對稱平行耦合階梯阻抗諧振器，耦合部分是階梯阻抗諧振器的兩端，中間沒有耦合，并基于該結構設計了一個差分濾波器；鄧宏偉提出了微帶饋電線和接地縫隙的耦合結構，并基于該結構設計了寬帶差分濾波器；王輝基于終端短路的耦合環形結構設計了差分帶通濾波器，同時通過相同電長度，不同特征阻抗的并聯微帶線設計了差分寬帶帶通濾波器；王曉華將四分之一波長耦合微帶線應用到差分濾波器設計中，通過簡單的結構實現了寬帶差分濾波器的設計。現有的簡單結構濾波器，易于設計和實現，但是其不能實現對高次諧波的抑制，因而仍需繼續進行研究。
技術實現思路
本技術的目的在于，提供一種基于平行耦合線和開路枝節的差分濾波器，該濾波器的結構不僅簡單，而且還可以實現對高次諧波的抑制，以及同時實現較好的共模抑制。為解決上述技術問題，本技術采用如下的技術方案：基于平行耦合線和開路枝節的差分濾波器，包括介質基板、設于介質基板底面的接地板以及設于介質基板表面的金屬微帶線，還包括：設于介質基板的接地金屬；所述的金屬微帶線形成耦合微帶線結構與開路枝節結構，并且所述的開路枝節結構左右對稱；所述的接地金屬分別與接地板及耦合微帶線結構的其中一側的金屬微帶線的中點連接。優選的，所述的開路枝節結構的一側包括A微帶線、B微帶線、D微帶線、E微帶線，另一側包括H微帶線、I微帶線、K微帶線、L微帶線；所述的耦合微帶線結構包括C微帶線和J微帶線，所述的C微帶線和J微帶線平行，B微帶線的兩端分別與A微帶線和C微帶線的上端連接，D微帶線的兩端分別與E微帶線和C微帶線的下端連接，所述的A微帶線、E微帶線分別與C微帶線平行，B微帶線與D微帶線平行并且B微帶線分別與A微帶線和C微帶線垂直，D微帶線分別與E微帶線和C微帶線垂直；所述的I微帶線的兩端分別與H微帶線和J微帶線的上端連接，K微帶線的兩端分別與L微帶線和J微帶線的下端連接，所述的H微帶線、L微帶線分別與J微帶線平行，I微帶線與K微帶線平行，并且I微帶線分別與H微帶線和J微帶線垂直，K微帶線分別與J微帶線和L微帶線垂直，通過采用該結構的差分濾波器，從而可以更精確的實現共模抑制，同時實現對高次諧波的抑制。更優選的，所述的A微帶線、E微帶線、H微帶線、L微帶線、B微帶線、D微帶線、I微帶線、K微帶線、C微帶線和J微帶線的線寬均相等，并且所述的A微帶線、E微帶線、H微帶線和L微帶線的長度相等；所述的B微帶線、D微帶線、I微帶線和K微帶線的長度相等；所述的C微帶線和J微帶線長度相等，從而可以使得形成耦合微帶線結構與開路枝節結構的金屬微帶線的總長度的四分之一為四分之一波長，并且利用該條件所制備得到的差分濾波器的高次諧波的抑制效果和共模抑制效果比較好；另外，所述的線寬取不同數值時，第一次諧波出現的位置也不一樣。前述的基于平行耦合線和開路枝節的差分濾波器中，還包括：F微帶線、G微帶線、M微帶線和N微帶線，所述的F微帶線和G微帶線的右端與C微帶線連接，設于接地金屬的兩側并且均與C微帶線垂直；M微帶線和N微帶線的左端與J微帶線連接，設于J微帶線中點的兩側并且均與J微帶線垂直；所述的F微帶線、G微帶線、M微帶線、和N微帶線長度及線寬相等；所述的F微帶線和G微帶線之間的距離與M微帶線和N微帶線之間的距離相等，并且F微帶線與M微帶線處于同一水平面上，G微帶線與N微帶線處于同一水平面上，通過設置濾波器的饋電端，從而可以方便濾波器與其他元件進行連接。優選的，所述的G微帶線與C微帶線的連接處到接地金屬之間的微帶線的電長度、G微帶線與C微帶線的連接處到B微帶線與C微帶線的連接處之間的微帶線的電長度及A微帶線與B微帶線的微帶線之和的電長度成倍數關系，根據三角函數倍角公式，可以使得設計參數減小，實現利用簡單的設計方法驗證了本技術的差分濾波器的高次諧波抑制效果及共模抑制效果。上述的基于平行耦合線和開路枝節的差分濾波器中，形成耦合微帶線結構與開路枝節結構的金屬微帶線的總長度的四分之一為四分之一波長，從而可以使得參數少一些，便于設計相應的差分濾波器。優選的，本技術中所述的差分濾波器的差模通帶帶寬通過C微帶線和J微帶線之間的縫隙寬度g實現調控。本技術中，所述差分帶通濾波器的差模諧振中心頻率其中，f為差模諧振中心頻率，θ為微帶線的電長度，v為電磁波的傳播速度，l為微帶線的物理長度，由于在設計濾波器的時候中心頻率是其中的一個設計指標，根據以上公式，從而可以根據中心頻率得到微帶線的電長度，進而由電長度確定微帶線的實際長度。優選的，所述的介質基板的介電常數為2.2，損耗正切值為0.0009，介質基板的厚度為0.508mm，金屬微帶線的厚度為0.018mm；D微帶線到F微帶線的垂直距離為21mm，F微帶線到G微帶線的垂直距離為14mm，J微帶線的寬度為1mm，H微帶線的長度為11mm，C微帶線與J微帶線的之間的垂直距離為0.6mm，C微帶線與A微帶線之間的垂直距離為3mm，N微帶線的寬度為1.54mm，利用上述參數獲得的差分濾波器的差模濾波性能較好(即具有較好的高次諧波抑制效果，該濾波器的中心頻率f0為1.345GHz，在2f0、3f0、4f0、5f0的諧波都得到了抑制)，3dB帶寬為0.21GHz，從1.24GHz到1.45Ghz，在0～6.5GHz實現了較好的共模抑制。或者優選的，所述的介質基板的介電常數為2.2，損耗正切值為0.0009，介質基板的厚度為0.508mm，金屬微帶線厚度為0.018mm；D微帶線到F微帶線的垂直距離為21mm，F微帶線到G微帶線的垂直距離為14mm，J微帶線的寬度為1mm，H微帶線的長度為18mm，C微帶線與J微帶線之間的垂直距離為0.8mm，C微帶線與A微帶線之間的垂直距離為3mm，N微帶線的寬度為1.54mm，利用上述參數獲得的差分濾波器的差模濾波性能較好(即具有較好的高次諧波抑制效果，該濾波器的中心頻率f0為1.155GHz，在2f0、3f0、4f0、5f0的諧波都得到了抑制)，3dB帶寬為0.15GHz，從1.08GHz到1.23Ghz，在0～6GHz實現了較好的共模抑制。本技術中，所述的接地金屬可為一個半徑為0.3mm的導體圓柱，從而可以形成一個非對稱結構，實現差分濾波器較好的共模抑制效果，且共模抑制的帶寬更寬。如果是對稱結構，則共模S參數的結果就會在差模的2f0(f0為中心頻率)處形成通帶，使得共模抑制的帶寬較小。優選的，當中心頻率和帶寬保持不變時，通過本文檔來自技高網...

【技術保護點】
基于平行耦合線和開路枝節的差分濾波器，包括介質基板(1)、設于介質基板(1)底面的接地板(2)以及設于介質基板(1)表面的金屬微帶線(3)，其特征在于，還包括：設于介質基板(1)的接地金屬(4)；所述的金屬微帶線(3)形成耦合微帶線結構與開路枝節結構，并且所述的開路枝節結構左右對稱；所述的接地金屬(4)分別與接地板(2)及耦合微帶線結構的其中一側的金屬微帶線(3)的中點連接。

【技術特征摘要】
1.基于平行耦合線和開路枝節的差分濾波器，包括介質基板(1)、設于介質基板(1)底面的接地板(2)以及設于介質基板(1)表面的金屬微帶線(3)，其特征在于，還包括：設于介質基板(1)的接地金屬(4)；所述的金屬微帶線(3)形成耦合微帶線結構與開路枝節結構，并且所述的開路枝節結構左右對稱；所述的接地金屬(4)分別與接地板(2)及耦合微帶線結構的其中一側的金屬微帶線(3)的中點連接。2.根據權利要求1所述的基于平行耦合線和開路枝節的差分濾波器，其特征在于，所述的開路枝節結構的一側包括A微帶線(101)、B微帶線(102)、D微帶線(104)、E微帶線(105)，另一側包括H微帶線(201)、I微帶線(202)、K微帶線(204)、L微帶線(205)；所述的耦合微帶線結構包括C微帶線(103)和J微帶線(203)，所述的C微帶線(103)和J微帶線(203)平行，B微帶線(102)的兩端分別與A微帶線(101)和C微帶線(103)的上端連接，D微帶線(104)的兩端分別與E微帶線(105)和C微帶線(103)的下端連接，所述的A微帶線(101)、E微帶線(105)分別與C微帶線(103)平行，B微帶線(102)與D微帶線(104)平行并且B微帶線(102)分別與A微帶線(101)和C微帶線(103)垂直，D微帶線(104)分別與E微帶線(105)和C微帶線(103)垂直；所述的I微帶線(202)的兩端分別與H微帶線(201)和J微帶線(203)的上端連接，K微帶線(204)的兩端分別與L微帶線(205)和J微帶線(203)的下端連接，所述的H微帶線(201)、L微帶線(205)分別與J微帶線(203)平行，I微帶線(202)與K微帶線(204)平行，并且I微帶線(202)分別與H微帶線(201)和J微帶線(203)垂直，K微帶線(204)分別與J微帶線(203)和L微帶線(205)垂直。3.根據權利要求2所述的基于平行耦合線和開路枝節的差分濾波器，其特征在于，所述的A微帶線(101)、E微帶線(105)、H微帶線(201)、L微帶線(205)、B微帶線(102)、D微帶線(104)、I微帶線(202)、K微帶線(204)、C微帶線(103)和J微帶線(203)的線寬均相等，并且所述的A微帶線(101)、E微帶線(105)、H微帶線(201)和L微帶線(205)的長度相等；所述的B微帶線(102)、D微帶線(104)、I微帶線(202)和K微帶線(204)的長度相等；所述的C微帶線(103)和J微帶線(203)長度相等。4.根據權利要求3所述的基于平行耦合線和開路枝節的差分濾波器，其特征在于，還包括：F微帶線(106)、G微帶線(107)、M微帶線(...

【專利技術屬性】
技術研發人員：喇東升，賈守卿，馬雪蓮，程龍，
申請(專利權)人：東北大學，
類型：新型
國別省市：遼寧;21