具有宽阻带功能的可调低通滤波器

摘要

本发明公开了一种具有宽阻带功能的可调低通滤波器。它包括正方形基板、输入传输线、输出传输线、H形贴片、上U形结构贴片、下U形结构贴片、正方形金属接地板；正方形基板的上表面设有输入传输线、输出传输线、H形贴片、上U形结构贴片、下U形结构贴片，输入传输线的左端与正方形基板的左端相连，输出传输线的右端与正方形基板的右端相连，H形贴片位于正方形基板上表面的几何中心处，H形贴片的左侧中端部与输入传输线的右侧相连，H形贴片的右侧中端部与输出传输线的左侧相连，正方形基板的下表面设有正方形金属接地板，正方形金属接地板的四周均与正方形基板的四周相连。本发明具有结构简单、滤波性能好、中心频率可调节等优点。

说明书

技术领域

本发明涉及滤波器，涉及一种具有宽阻带功能的可调低通滤波器。

背景技术

随着无线通信技术的飞速发展，微波射频电路与系统越来越受到广泛的重视，微波滤波器是其中的重要组成部分元件，其性能的优劣很大程度决定了系统的工作质量。各种通信系统相继开发，使得微波频谱资源日趋紧张，频率间隔不断缩小，这就对滤波器提出了更高的要求。其中微带滤波器以其具有滤波性能好、尺寸小、设计周期短、易于加工集成等优点得到广泛的应用。

低通滤波器是滤波器的重要组成之一，其用在发射端前级或接收端的后级，用于滤除不需要的高频段信号。低通滤波器的带外抑制是一个重要指标，目前的低通滤波器带外有很多寄生通带，这使接收信号中除了需要的低频信号外，还有其他频段的干扰信号。由于目前各个频段已相继开发应用，要求接收的信号频率纯净，低通滤波器就必须有高的带外抑制度和宽的抑制频带范围。近年来也有很多文献对低通滤波器进行了研究，宽阻带低通滤波器在具有带内损耗低、波动小、反射系数小等优点的情况下，还有很宽的阻带，能有效抑制高频杂散信号，是当今滤波器发展的一个重要方向。

发明内容

本发明提供一种具有宽阻带功能的可调低通滤波器，技术方案如下：

具有宽阻带功能的可调低通滤波器包括正方形基板、输入传输线、输出传输线、H形贴片、上U形结构贴片、下U形结构贴片、正方形金属接地板；正方形基板的上表面设有输入传输线、输出传输线、H形贴片、上U形结构贴片、下U形结构贴片，输入传输线的左端与正方形基板的左端相连，输出传输线的右端与正方形基板的右端相连，H形贴片位于正方形基板上表面的几何中心处，H形贴片的左侧中端部与输入传输线的右侧相连，H形贴片的右侧中端部与输出传输线的左侧相连，H形贴片横矩形贴片上方设有上U形结构贴片，上U形结构贴片的左、右上端部分别与H形贴片两竖矩形贴片上端部相连，H形贴片横矩形贴片下方设有下U形结构贴片，正方形基板的下表面设有正方形金属接地板，正方形金属接地板的四周均与正方形基板的四周相连，上U形结构贴片的底部贴片中心和H形贴片的横矩形贴片中心分别设有上开关和下开关。

所述的正方形基板为玻璃纤维环氧树脂材料，正方形基板的边长为19mm～21mm。所述的输入传输线和输出传输线的形状大小相同，长度均为2.5mm～3.5mm，宽度均为3.5mm～4.5mm。所述的H形贴片由两个竖矩形贴片与一个横矩形贴片组成，其中竖矩形贴片的长度为16mm～18mm，宽度为1.5mm～2.5mm，横矩形贴片的长度为9mm～11mm，宽度为1.5mm～2.5mm。所述的上U形结构贴片由两个L形贴片与一个矩形贴片组成，其中L形贴片的总长度为5mm～7mm，总宽度为1.5mm～2.5mm，贴片宽度为0.5mm～1.5mm，矩形贴片的长度为7mm～9mm，宽度为0.5mm～1.5mm。所述的下U形结构贴片由两个L形贴片与一个矩形贴片组成，其中L形贴片的总长度为4mm～6mm，总宽度为1.5mm～2.5mm，贴片宽度为0.5mm～1.5mm，矩形贴片的长度为7mm～9mm，宽度为0.5mm～1.5mm。所述的正方形金属接地板的边长为19mm～21mm。所述的上开关和下开关均由三引脚二极管控制通断。

本发明的具有宽阻带功能的可调低通滤波器具有结构简单、滤波性能好、中心频率可调节等优点。

附图说明

图1是具有宽阻带功能的可调低通滤波器的正面结构示意图；

图2是具有宽阻带功能的可调低通滤波器的背面结构示意图；

图3是滤波器在上开关、下开关同时导通时的滤波性能曲线图；

图4是滤波器在上开关断开、下开关导通时的滤波性能曲线图；

图5是滤波器在上开关导通、下开关断开时的滤波性能曲线图；

图6是滤波器在上开关、下开关同时断开时的滤波性能曲线图；

图7是滤波器在上开关、下开关同时导通时3.0GHz频点的表面电流密度分布图；

图8是滤波器在上开关、下开关同时导通时3.5GHz频点的表面电流密度分布图；

图9是滤波器在上开关、下开关同时导通时4.0GHz频点的表面电流密度分布图。

具体实施方式

如图1～2所示，具有宽阻带功能的可调低通滤波器包括正方形基板1、输入传输线2、输出传输线3、H形贴片4、上U形结构贴片5、下U形结构贴片6、正方形金属接地板7；正方形基板1的上表面设有输入传输线2、输出传输线3、H形贴片4、上U形结构贴片5、下U形结构贴片6，输入传输线2的左端与正方形基板1的左端相连，输出传输线3的右端与正方形基板1的右端相连，H形贴片4位于正方形基板1上表面的几何中心处，H形贴片4的左侧中端部与输入传输线2的右侧相连，H形贴片4的右侧中端部与输出传输线3的左侧相连，H形贴片4横矩形贴片上方设有上U形结构贴片5，上U形结构贴片5的左、右上端部分别与H形贴片4两竖矩形贴片上端部相连，H形贴片4横矩形贴片下方设有下U形结构贴片6，正方形基板1的下表面设有正方形金属接地板7，正方形金属接地板7的四周均与正方形基板1的四周相连，上U形结构贴片5的底部贴片中心和H形贴片4的横矩形贴片中心分别设有上开关8和下开关9。

所述的正方形基板1为玻璃纤维环氧树脂材料，正方形基板1的边长为19mm～21mm。所述的输入传输线2和输出传输线3的形状大小相同，长度均为2.5mm～3.5mm，宽度均为3.5mm～4.5mm。所述的H形贴片4由两个竖矩形贴片与一个横矩形贴片组成，其中竖矩形贴片的长度为16mm～18mm，宽度为1.5mm～2.5mm，横矩形贴片的长度为9mm～11mm，宽度为1.5mm～2.5mm。所述的上U形结构贴片5由两个L形贴片与一个矩形贴片组成，其中L形贴片的总长度为5mm～7mm，总宽度为1.5mm～2.5mm，贴片宽度为0.5mm～1.5mm，矩形贴片的长度为7mm～9mm，宽度为0.5mm～1.5mm。所述的下U形结构贴片6由两个L形贴片与一个矩形贴片组成，其中L形贴片的总长度为4mm～6mm，总宽度为1.5mm～2.5mm，贴片宽度为0.5mm～1.5mm，矩形贴片的长度为7mm～9mm，宽度为0.5mm～1.5mm。所述的正方形金属接地板7的边长为19mm～21mm。所述的上开关8和下开关9均由三引脚二极管控制通断。

实施例1

选择介电常数为4.4的玻璃纤维环氧树脂材料制作正方形基板，厚度为1.6mm，正方形基板的边长为20mm。输入传输线的输出传输线的形状大小相同，长度均为3mm，宽度均为4mm。H形贴片由两个竖矩形贴片与一个横矩形贴片组成，其中竖矩形贴片的长度为17mm，宽度为2mm，横矩形贴片的长度为10mm，宽度为2mm。上U形结构贴片由两个L形贴片与一个矩形贴片组成，其中L形贴片的总长度为6mm，总宽度为2mm，贴片宽度为1mm，矩形贴片的长度为8mm，宽度为1mm。下U形结构贴片由两个L形贴片与一个矩形贴片组成，其中L形贴片的总长度为5mm，总宽度为2mm，贴片宽度为1mm，矩形贴片的长度为8mm，宽度为1mm。正方形金属接地板的边长为20mm。上开关和下开关均由三引脚二极管控制通断。具有宽阻带功能的可调低通滤波器的各项性能指标采用Agilent PNA E8362B 网络分析仪进行测试，所得的性能曲线如图3～图6所示。由图3可得，当上开关、下开关同时导通时，在0.5GHz～3.0GHz频段，传输系数均大于-3dB，实现了良好的低通滤波功能；由图4可得，当上开关断开、下开关导通时，在2.54GHz～3.46GHz频段，传输系数均小于-3dB，实现了良好的带阻滤波功能；由图5可得，当上开关导通、下开关断开时，在0.5GHz～3.5GHz频段，传输系数均大于-3dB，实现了良好的低通滤波功能；由图6可得，当上开关、下开关同时断开时，在4.0GHz～5.0GHz频段，传输系数均大于-3dB，实现了良好的带通滤波功能。图7、图8和图9所示分别为滤波器在上开关、下开关同时导通时3.0GHz、3.5GHz和4.0GHz频点的表面电流密度分布图。