一種基于環形諧振器的雙模巴倫帶通濾波器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于微波無源器件技術領域，具體涉及一種基于環形諧振器的雙模巴倫帶通濾波器。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著移動通信、無線局域網、衛星通信和雷達、遙感技術的快速發展，對通信系統中的射頻微波器件提出了小型化的要求。
[0003]在微波濾波器產業中，雙模濾波器通過引入一個雙模諧振器就可以作為一個雙調諧的諧振電路，所以對于同一個性能指標的濾波器來說，所需要的諧振器的數目就減半，這樣就可以使濾波器的結構更加緊湊，尺寸更加小巧，也正因為如此，其越來越多地被應用于現代無線通信系統的設計中。
[0004]巴倫濾波器是一種將巴倫與濾波器功能結合起來的射頻微波器件，它不但能夠將不平衡信號轉化為平衡信號，同時也能對信號起到濾波的功能。對于通信系統來說，將巴倫與濾波器集成在一起形成一個三端口器件，可以有效減少系統的的損耗和尺寸。
[0005]2007 年，Eul-Young Jung 和 Hee-Yong Hwang 在 IEEE Microwave WirelessComponents Letters 期刊(vol.17, n0.9, pp.652-654, 2007)上發表 “A Balun-BPF Usinga Dual Mode Ring Resonator”，提出在環形諧振器上對稱地放置兩個輸出端口，同時引入開路短截線來實現信號的平衡輸出以及雙模的帶通特性，但是，由于該結構引入了步進阻抗，使結構不再對稱，導致巴倫濾波器的平衡輸出性能較差，同時由于未引入電容加載，該巴倫濾波器的尺寸較大。

【發明內容】

[0006]本實用新型的目的在于提供一種基于環形諧振器的雙模巴倫帶通濾波器，具有電路結構緊湊、尺寸小、插入損耗低、輸出端口匹配特性良好的特點和性能，適用于小型化的現代無線通信系統。
[0007]為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種基于環形諧振器的雙模巴倫帶通濾波器，包括介質基板，介質基板一面的金屬板作為金屬接地板，介質基板另一面的金屬板上刻蝕有輸入端饋線、二端口輸出端饋線、三端口輸出端饋線、電容加載方形諧振環、第一微擾短截線、第二微擾短截線；
[0008]所述的輸入端饋線包括輸入端微帶線導帶和輸入端微帶耦合線，輸入端微帶線導帶在位于輸入端微帶耦合線的中心位置與輸入端微帶耦合線垂直連接，構成T型結構；
[0009]二端口輸出端饋線包括二端口輸出端微帶線導帶和二端口輸出端微帶耦合線，二端口輸出端微帶線導帶在位于二端口輸出端微帶耦合線的中心位置與二端口輸出端微帶耦合線垂直連接，構成T型結構；
[0010]三端口輸出端饋線包括三端口輸出端微帶線導帶和三端口輸出端微帶耦合線，三端口輸出端微帶線導帶在位于三端口輸出端微帶耦合線的中心位置與三端口輸出端微帶耦合線垂直連接，構成T型結構；
[0011]輸入端微帶耦合線、二端口輸出端微帶耦合線和三端口輸出端微帶耦合線分別與方形諧振環的三個邊平行，且二端口輸出端饋線和三端口輸出端饋線對稱設置在方形諧振環的兩側；
[0012]輸入端微帶耦合線、二端口輸出端微帶耦合線和三端口輸出端微帶耦合線的長度均與方形諧振環的邊長相同；
[0013]輸入端微帶線導帶、二端口輸出端微帶線導帶和三端口輸出端微帶線導帶的寬度相等；
[0014]輸入端微帶耦合線、二端口輸出端微帶耦合線和三端口輸出端微帶耦合線的寬度相等；
[0015]電容加載方形諧振環包含方形諧振環和四個結構相同的電容加載結構，四個電容加載結構分別位于方形諧振環內部的四個角上，相鄰的兩個電容加載結構關于方形諧振環的中軸線對稱；
[0016]所述電容加載結構，包括第一微帶短截線、第二微帶短截線、第三微帶短截線、第四微帶短截線以及第五微帶短截線；第五微帶短截線位于方形諧振環的對角線上，第一微帶短截線、第二微帶短截線、第三微帶短截線、第四微帶短截線的一端均與第五微帶短截線呈45°夾角連接；其中，第一微帶短截線和第二微帶短截線對稱設置在第五微帶短截線的兩側并分別與方形諧振環相鄰的兩個邊平行，第三微帶短截線和第四微帶短截線對稱設置在第五微帶短截線的兩側并分別與方形諧振環相鄰的兩個邊平行；位于第五微帶短截線同一側的第一微帶短截線和第三微帶短截線的另一端的端面位于平行于方形諧振環中軸線的同一直線上；
[0017]第一微擾短截線與第二微擾短截線以關于方形諧振環中心對稱的位置分別與在兩個電容加載結構的第五微帶短截線連接。
[0018]較佳地，輸入端微帶耦合線、二端口輸出端微帶耦合線和三端口輸出端微帶耦合線的寬度小于輸入端微帶線導帶、二端口輸出端微帶線導帶和三端口輸出端微帶線導帶寬度的二分之一。
[0019]本實用新型與現有技術相比，其顯著優點在于，(I)巴倫濾波器的結構簡單，可在單片PCB板上實現，便與加工，生產成本低；(2)巴倫濾波器具有提供等幅反向信號、阻抗匹配和頻率上的濾波的作用，為平衡天線等射頻元件饋電時無需再使用阻抗匹配段和濾波器；(3)巴倫濾波器的尺寸小、插入損耗小、輸出端口具有良好匹配性能等特性。
【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型基于環形諧振器的雙模巴倫帶通濾波器的結構示意圖。
[0021]圖2是本實用新型基于環形諧振器的雙模巴倫帶通濾波器的側視圖。
[0022]圖3是本實用新型基于環形諧振器的雙模巴倫帶通濾波器一個實施例具體尺寸示意圖。
[0023]圖4是圖3所示雙模巴倫帶通濾波器的S參數仿真圖。
[0024]圖5是圖3所示雙模巴倫帶通濾波器的兩個輸出端口幅度差的仿真圖。
[0025]圖6是圖3所示雙模巴倫帶通濾波器的兩個輸出端口相位差的仿真圖。
【具體實施方式】
[0026]如圖1和圖2所示，本實用新型基于環形諧振器的雙模巴倫帶通濾波器，包括介質基板8，介質基板8 一面的金屬板作為金屬接地板7，介質基板8另一面的金屬板上刻蝕有輸入端饋線1、二端口輸出端饋線2、三端口輸出端饋線3、電容加載方形諧振環4、第一微擾短截線5、第二微擾短截線6 ；
[0027]所述的輸入端饋線I包括輸入端微帶線導帶11和輸入端微帶耦合線12，輸入端微帶線導帶11在位于輸入端微帶耦合線12的中心位置與輸入端微帶耦合線12垂直連接，構成“T”型結構，輸入端微帶線導帶11另一端在使用時外接SMA接頭；
[0028]二端口輸出端饋線2包括二端口輸出端微帶線導帶21和二端口輸出端微帶耦合線22，二端口輸出端微帶線導帶21在位于二端口輸出端微帶耦合線22的中心位置與二端口輸出端微帶耦合線22垂直連接，構成“T”型結構，二端口輸出端微帶線導帶21另一端在使用時外接SMA接頭；
[0029]三端口輸出端饋線3包括三端口輸出端微帶線導帶31和三端口輸出端微帶耦合線32，三端口輸出端微帶線導帶31在位于三端口輸出端微帶耦合線32的中心位置與三端口輸出端微帶耦合線32垂直連接，構成“T”型結構，三端口輸出端微帶線導帶31另一端在使用時外接SMA接頭；
[0030]輸入端微帶耦合線12、二端口輸出端微帶耦合線22和三端口輸出端微帶耦合線32分別與方形諧振環41的三個邊平行，且二端口輸出端饋線2和三端口輸出端饋線3對稱設置在方形諧振環41的兩側。
[0031]輸入端微帶耦合線12、二端口輸出端微帶耦合線22和三端口輸出端微帶耦合線32的長度均與方形諧振環41的邊長相同；輸入端微帶線導帶11、二端口輸出端微帶線導帶21和三端口輸出端微帶線導帶31的寬度相等；輸入端微帶耦合線12、二端口輸出端微帶耦合線22和三端口輸出端微帶耦合線32的寬度相等；輸入端微帶耦合線12、二端口輸出端微帶耦合線22和三端口輸出端微帶耦合線32的寬度小于輸入端微帶線導帶11、二端口輸出端微帶線導帶21和三端口輸出端微帶線導帶31寬度的二分之一；
[0032]電容加載方形諧振環4包含方形諧振環41和四個結構相同的電容加載結構42，四個電容加載結構42位于方形諧振環41內部的四個角上，相鄰的兩個電容加載結構42關于方形諧振環41的中軸線對稱。
[0033]所述的位于方形諧振環41內部四個角上的電容加載結構42采用雙重箭頭形的結構，其中大箭頭的兩條棱分別為第一微帶短截線422和第二微帶短截線423，兩者大小相同，相互垂直，且分別與方形諧振環41的兩條邊平行；小箭頭的兩條棱分別為第三微帶短截線424和第四微帶短截線425，兩者大小相同，相互垂直，且分別與方形諧振環41的兩條邊平行；箭桿為第五微帶短截線421，且與方形諧振器41的兩個邊成45度夾角，指向方形諧振環41的中心；第一微帶短截線422和第三微帶短截線424相互平行，第二微帶短截線423和第四微帶短截線425相互平行。
[0034]所述第一微擾短截線5和第一微擾短截線6大小相同，關于方形諧振環41的中心對稱，分別位于方形諧振環41對角線上的一對電容加載結構42的第五微帶短截線421的延長線上。
[0035]實施例
[0036]本實施例有關的尺寸規格如圖3所示。
[0037]所采用的介質基板8相對介電常數為3.55，厚度為0.635mm，損耗角正切為0.0027。
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