一種基于開槽線結構的緊湊型微帶平衡濾波器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于開槽線結構的緊湊型微帶平衡濾波器，包含形成于介質基板上的第一濾波器和第二濾波器，所述第一濾波器與第二濾波器均包含位于介質基板上層的微帶線結構和位于介質基板下層的開槽線，第一濾波器與第二濾波器的結構相同且相互對稱，第一濾波器的開槽線與第二濾波器的開槽線連接為一體。本實用新型具有很寬的差模信號通帶，且?guī)?nèi)具有很高的共模抑制特性，電路簡單，易于加工。
【專利說明】一種基于開槽線結構的緊湊型微帶平衡濾波器
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于通信【技術領域】，特別涉及了一種基于開槽線結構的緊湊型微帶平衡濾波器。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)代通信系統(tǒng)的快速發(fā)展對濾波器的性能提出了更高的要求，小型化，高性能，寬頻帶的濾波器是通信系統(tǒng)必不可少的組成部分。平衡濾波器要求在差模信號激勵下傳輸信號，并且盡可能抑制共模信號的傳輸。系統(tǒng)的內(nèi)部噪聲和環(huán)境噪聲多為共模信號，因而與普通的單端濾波器相比，平衡濾波器在噪聲抑制方面具有更大的優(yōu)勢。
[0003]傳統(tǒng)的平衡濾波器通過一個單端口的濾波器和兩個巴倫結構構成，這樣不僅使得濾波器的尺寸很大，而且對共模信號的抑制效果也很差，不利于系統(tǒng)的小型化?，F(xiàn)有的平衡濾波器大多數(shù)是針對窄帶系統(tǒng)的，而寬帶和超寬帶技術以其高速的數(shù)據(jù)傳輸效率和低功率損耗得到越來越多的應用。寬帶平衡濾波器的設計相對比較復雜，因為很難做到在很寬的頻帶內(nèi)對共模信號有很高的抑制效果。如何增加平衡濾波器的差模信號通帶寬度和提高共模信號抑制效果是目前研究的難點。
實用新型內(nèi)容
[0004]為了解決上述【背景技術】存在的問題，本實用新型旨在提供一種基于開槽線結構的緊湊型微帶平衡濾波器，提高平衡濾波器的共模信號抑制效果。
[0005]為了實現(xiàn)上述技術目的，本實用新型的技術方案是:
[0006]一種基于開槽線結構的緊湊型微帶平衡濾波器，包含形成于介質基板上的第一濾波器和第二濾波器，所述第一濾波器與第二濾波器均包含位于介質基板上層的微帶線結構和位于介質基板下層的開槽線，第一濾波器與第二濾波器結構相同、對稱且尺寸相等，第一濾波器的開槽線與第二濾波器的開槽線在其對稱面上并排連接為一體。
[0007]其中，上述第一濾波器的微帶線結構包括第一饋線、第二饋線、第一諧振器和第二諧振器，所述第一饋線與第二饋線平行，第一諧振器和第二諧振器均與第一濾波器的開槽線平行，第一諧振器的短路端與第一饋線的一端垂直連接為L型結構，第一饋線的另一端作為輸入端口，第二諧振器的短路端與第二饋線的一端垂直連接為L型結構，第二饋線的另一端作為輸出端口。
[0008]其中，上述第一饋線和第二饋線的特性阻抗均為50歐姆。
[0009]其中，上述第一諧振器和第二諧振器均為四分之一波長諧振器。
[0010]采用上述技術方案帶來的有益效果是:
[0011]本實用新型采用開槽線結構，在共模信號傳輸?shù)臅r候，開槽線結構被破壞，因而具有很高的共模信號抑制能力。本實用新型采用的是微帶結構，便于加工，成本低，體積小，易于與其他電路進行集成?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型的單層印刷電路板的切面示意圖。
[0013]圖2是本實用新型的上金屬層的微帶線結構示意圖。
[0014]圖3是本實用新型的下金屬層的開槽線示意圖。
[0015]圖4是本實用新型在差模信號激勵下的上金屬層的等效電路。
[0016]圖5是本實用新型在差模信號激勵下的下金屬層的等效電路。
[0017]圖6是本實用新型在共模信號激勵下的上金屬層的等效電路。
[0018]圖7是本實用新型在共模信號激勵下的下金屬層的等效電路。
[0019]圖8是本實用新型為方便接入SMA接頭測試而將饋線彎折的加工圖。
[0020]圖9是本實用新型的差模信號插入損耗曲線Sdd21及差模信號回波損耗曲線Sddll和共模信號插入損耗曲線Scx21仿真和測量結果圖。
[0021]圖10是本實用新型的群時延測試結果圖。
[0022]附圖中主要符號說明:
[0023]Al:第一饋線；A2:第一諧振器;A3:第二饋線；A4:第二諧振器；
[0024]A5:第一開槽線；B1:第三饋線；B2:第三諧振器；B3:第四饋線；B4:第四諧振器；B5:第二開槽線；C1:基板上金屬層；C2:基板下金屬層；C3:介質基片；Pinl:第一輸入端口 ；Pin2:第二輸入端口 ；Poutl:第一輸出端口 ；Pout2:第二輸出端口。
【具體實施方式】
[0025]以下將結合附圖，對本實用新型的技術方案進行詳細說明。
[0026]一種基于開槽線結構的緊湊型微帶平衡濾波器，包含形成于介質基板上的第一濾波器和第二濾波器，所述第一濾波器與第二濾波器均包含位于介質基板上層的微帶線結構和位于介質基板下層的開槽線，第一濾波器與第二濾波器結構相同且互相對稱，第一濾波器的開槽線與第二濾波器的開槽線連接為一體。
[0027]本實施例采用相對介電常數(shù)為2.2，厚度為0.508mm的PCB板作為介質基板。如圖1所示本實用新型的單層印刷電路板的切面示意圖，在PCB板的介質基片C3的上、下表面分別覆有上金屬層Cl和下金屬層C2。所述緊微帶線結構即為上金屬層Cl，開槽線即在下金屬層C2上刻蝕形成。
[0028]圖2是本實施例的微帶線結構示意圖，圖3是開槽線示意圖，其中第一濾波器包括圖2中所示的第一饋線Al、第二饋線A3、第一諧振器A2、第二諧振器A4，以及圖3所示的第一開槽線A5 ;其中第一諧振器A2的短路端與第一饋線Al的一端垂直相連成為L型結構，第一饋線Al的另一端作為第一輸入端口 Pinl，第二諧振器A4的短路端與第二饋線A3的一端垂直相連成為L型結構，第二饋線A3的另一端作為第一輸出端口 Poutl，第一饋線Al和第二饋線A3作為兩個L型結構的底端相互平行，第一諧振器A2和第二諧振器A4均平行于第一開槽線A5。所述第二濾波器包括圖2中所示的第三饋線B1、第四饋線B3、第三諧振器B2、第四諧振器B4，和圖3中所示的第二開槽線B5 ;其中第三諧振器B2與第三饋線BI的一端垂直相連成為L型結構，第三饋線BI的另一端作為輸入端口 Pin2，第四諧振器B4與第四饋線B3的一端垂直相連成為L型結構，第四饋線B3的另一端作為第二輸出端口 Pout2，第三饋線BI和第四饋線B3作為兩個L型結構的底端相互平行，第三諧振器B2和第四諧振器B4均平行于第二開槽線B5。
[0029]第一濾波器與第二濾波器相互對稱，結構相同，第一饋線Al與第三饋線BI對稱，第二饋線A3與第四饋線B3對稱，第一諧振器A2與第三諧振器B2對稱，第二諧振器A4與第四諧振器B4對稱，第一開槽線A5與第二開槽線B5對稱且相互連接成為一體。
[0030]在本實施例中，第一諧振器A2、第二諧振器A4、第三諧振器B2、第四諧振器均采用四分之一波長諧振器，第一饋線Al、第二饋線A3、第三饋線B1、第四饋線B3的特性阻抗均為50歐姆。輸出端口和輸入端口均采用SMA頭焊接，以便接入測試或者與其他電路相連。
[0031]當差模信號從輸入端口 Pinl和輸入端口 Pin2進入系統(tǒng)時，在對稱面OPP’O’上相當于短路狀態(tài)，其等效電路如圖4和圖5所示，其中圖4為上金屬層電路等效結構，圖5為下金屬層電路等效結構。此時第一開槽線A5和第二開槽線B5之間相當于短路，開槽線仍保持原有結構，所述平衡濾波器相當于一個兩端口的濾波器，以第一濾波器為例說明，不失一般性。第一饋線Al與第一諧振器A2連接處相當于短路，此時第一諧振器A2為四分之一波長，同理于第二饋線A3和第二諧振器A4，此時第一開槽線A5和第一諧振器A2，第二諧振器A4相互稱合形成一個三階濾波器,差模信號可以正常傳輸。同理于第二濾波器。
[0032]當共模信號從輸入端口 Pinl和輸入端口 Pin2進入系統(tǒng)時，在對稱面OPP’O’上呈現(xiàn)開路狀態(tài)，其等效電路如圖6和圖7所不，其中圖6為上金屬層電路等效結構，圖7為下金屬層電路等效結構。此時第一開槽線A5和第二開槽線B5之間相當于開路，這種開路破壞了第一開槽線A5 (或者第二開槽線B5)的結構，使之相當于在對稱軸之后有無窮大的開槽，破壞了耦合結構，使得共模信號無法正常傳輸，從而達到很好的共模信號抑制效果。
[0033]圖8為加工測試時所用的介質基板上層印刷電路圖。在實際的加工測試中，原有電路由于輸入端口 Pinl和輸出端口 Poutl之間的距離較小，同理于輸入端口 Pin2和輸出端口 Pout2，為了避免測試中兩個端口之間的相互影響，將第一饋線Al和第二饋線A3，第三饋線BI和第四饋線B3，分別進行彎折，從而使端口之間的距離增大。這并不改變?yōu)V波器的濾波性能，只是便于接入測試。
[0034]圖9是本實施例的差模信號插入損耗曲線Sdd21及差模信號回波損耗曲線Sddll和共模信號插入損耗曲線Scx21仿真和測量結果圖，橫坐標為頻率，單位是吉赫茲，縱坐標為增益，單位是分貝。由圖可見所述平衡濾波器實測和仿真結果一致，在4.3GHz處有61.2%的相對帶寬，在差模信號通帶內(nèi)共模抑制達到38dB以上。
[0035]圖10是本實施例的群時延測試結果圖,橫坐標為頻率,單位是吉赫茲,縱坐標為群時延，單位是納秒?？梢娫诓钅Ｐ盘柾◣?nèi)，群時延在0.35ns-0.47ns之間變換，群時延很小且平坦。
[0036]以上實施例僅為說明本實用新型的技術思想，不能以此限定本實用新型的保護范圍，凡是按照本實用新型提出的技術思想，在技術方案基礎上所做的任何改動，均落入本實用新型保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種基于開槽線結構的緊湊型微帶平衡濾波器，其特征在于:包含形成于介質基板上的第一濾波器和第二濾波器，所述第一濾波器與第二濾波器均包含位于介質基板上層的微帶線結構和位于介質基板下層的開槽線，第一濾波器與第二濾波器的結構相同且相互對稱，第一濾波器的開槽線與第二濾波器的開槽線連接為一體。
2.根據(jù)權利要求1所述一種基于開槽線結構的緊湊型微帶平衡濾波器，其特征在于:所述第一濾波器的微帶線結構包括第一饋線、第二饋線、第一諧振器和第二諧振器，所述第一饋線與第二饋線平行，第一諧振器和第二諧振器均與第一濾波器的開槽線平行，第一諧振器的短路端與第一饋線的一端垂直連接為L型結構，第一饋線的另一端作為輸入端口，第二諧振器的短路端與第二饋線的一端垂直連接為L型結構，第二饋線的另一端作為輸出端口。
3.根據(jù)權利要求2所述一種基于開槽線結構的緊湊型微帶平衡濾波器，其特征在于:所述第一饋線和第二饋線的特性阻抗均為50歐姆。
4.根據(jù)權利要求2所述一種基于開槽線結構的緊湊型微帶平衡濾波器，其特征在于:所述第一諧振器和第二諧振器均為四分之一波長諧振器。
【文檔編號】H01P1/203GK203813003SQ201420113604
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年3月13日 優(yōu)先權日:2014年3月13日
【發(fā)明者】賀瑩, 鄧宏偉, 趙永久, 王洪李 申請人:南京航空航天大學