基于金属集成悬置线的带通滤波器

本发明涉及滤波器，特别是涉及一种基于金属集成悬置线的带通滤波器。

背景技术：

1、带通滤波器是微波电路中一种非常重要的频率选择器件，其功能可概括为：提取信号中所需要的特定频率，并对所需频率以外的高频和低频信号抑制滤除。

2、随着现代通信技术的迅速发展，为了确保各个信号的频带不会互相影响，对滤波器的性能要求越来越高，小型化、低损耗等特性成为滤波器研究的热点。

3、为提高滤波器的选择性和带外抑制性能，现有技术下通常通过实现交叉耦合或源负载耦合等方法引入传输零点。

4、然而现有上述技术，虽然可以提高滤波器的选择性和带外抑制性能，然后相对来讲，滤波器的加工封装难度大，装配复杂，不方便操作。

技术实现思路

1、本发明的目的是为克服现有技术的不足和缺陷，而提供一种基于金属集成悬置线的带通滤波器，是具有灵活传输零点的多阶带通滤波器，实现了自封装特性，其加工精度高、装配复杂度低，在n阶滤波器中实现n-1个零点，且零点的灵活度高，滤波器的损耗较小。

2、本发明的第一方面，提供一种基于金属集成悬置线的带通滤波器，包括五层由上至下叠放堆积在一起的金属板，其中，在第二层金属板和第四层金属板的中间部位进行切除，形成空气填充的腔体；第三层金属板为主电路层，包括由单个谐振器级联形成的滤波器以及输入输出馈线。

3、其中，在五层所述金属板的对应位置打上金属化通孔，并将五层所述金属板通过螺丝钉固定连接，以形成自封装结构。

4、其中，五层所述金属板是铝、铜或不锈钢的一种。

5、其中，所述输入输出馈线的特征阻抗均为50ω，长度为9.25mm。

6、其中，五层所述金属板的厚度相同，为1mm。

7、其中，所述单个谐振器是由sir谐振器折叠而成的结构。

8、其中，所述单个谐振器是两条短路的高阻抗线和一条开路的低阻抗线相连形成，通过改变阻抗线的相对位置以及在其中加载支节或凹槽调整耦合关系，能调整该滤波器的频率及零点位置。

9、其中，所述滤波器包括四阶直线型滤波器，由四个单个谐振器级联形成实现三个传输零点，带内有四个传输极点。

10、其中，所述四阶直线型滤波器包括四个滤波器，由输入端口至输出端口依次为第一谐振器、第二谐振器、第三谐振器以及第四谐振器，四个所述滤波器间隔开，并在同一平面上直线排列形成直线型，输入端口与第一谐振器的靠近输入端口的左端高阻抗线相连，输出端口与第四谐振器的靠近输出端口的右端高阻抗线相连。

11、本发明基于金属集成悬置线平台，具有自封装特性，多层金属板层叠在一起，采用高精度的激光切割或cnc加工，通过螺丝固定，易于装配。

12、本发明电磁场主要分布于空气中，有效介电常数较小，导体损耗较小，又因其为全金属结构，避免了介质损耗，因此具有低损耗的特性。

13、本发明谐振器采用折叠的节约阻抗谐振器结构，实现了分离电磁耦合效应，为电路设计提供更多的可调参数，通过调整谐振器的尺寸和相对位置可以改变中心频率，还可以调整电耦合和磁耦合的强度，改变零点的位置，实现灵活传输零点。

14、本发明通过级联多个滤波器，可以构造出二阶、三阶、四阶甚至更高阶的分离电磁耦合滤波器，在上下阻带都产生零点，实现高选择性。

技术特征：

1.基于金属集成悬置线的带通滤波器，其特征在于，包括五层由上至下叠放堆积在一起的金属板，其中，在第二层金属板和第四层金属板的中间部位进行切除，形成空气填充的腔体；第三层金属板为主电路层，包括由单个谐振器级联形成的滤波器以及输入输出馈线。

2.根据权利要求1所述基于金属集成悬置线的带通滤波器，其特征在于，在五层所述金属板的对应位置打上金属化通孔，并将五层所述金属板通过螺丝钉固定连接，以形成自封装结构。

3.根据权利要求1所述基于金属集成悬置线的带通滤波器，其特征在于，五层所述金属板是铝、铜或不锈钢的一种。

4.根据权利要求1所述基于金属集成悬置线的带通滤波器，其特征在于，所述输入输出馈线的特征阻抗均为50ω，长度为9.25mm。

5.根据权利要求1所述基于金属集成悬置线的带通滤波器，其特征在于，五层所述金属板的厚度相同，为1mm。

6.根据权利要求4所述基于金属集成悬置线的带通滤波器，其特征在于，所述单个谐振器是由sir谐振器折叠而成的结构。

7.根据权利要求5所述基于金属集成悬置线的带通滤波器，其特征在于，所述单个谐振器是两条短路的高阻抗线和一条开路的低阻抗线相连形成，通过改变阻抗线的相对位置以及在其中加载支节或凹槽调整耦合关系，能调整该滤波器的频率及零点位置。

8.根据权利要求1所述基于金属集成悬置线的带通滤波器，其特征在于，所述滤波器包括四阶直线型滤波器，由四个单个谐振器级联形成实现三个传输零点，带内有四个传输极点。

9.根据权利要求8所述基于金属集成悬置线的带通滤波器，其特征在于，所述四阶直线型滤波器包括四个滤波器，由输入端口至输出端口依次为第一谐振器、第二谐振器、第三谐振器以及第四谐振器，四个所述滤波器间隔开，并在同一平面上直线排列形成直线型，输入端口与第一谐振器的靠近输入端口的左端高阻抗线相连，输出端口与第四谐振器的靠近输出端口的右端高阻抗线相连。

技术总结
本发明公开一种基于金属集成悬置线的带通滤波器，包括五层由上至下叠放堆积在一起的金属板，其中，在第二层金属板和第四层金属板的中间部位进行切除，形成空气填充的腔体；第三层金属板为主电路层，包括由单个谐振器级联形成的滤波器以及输入输出馈线。本发明具有自封装特性，易于装配；电磁场主要分布于空气中，有效介电常数较小，导体损耗较小，因为是全金属结构，避免介质损耗，具有低损耗特性；谐振器采用折叠的节约阻抗谐振器结构，实现了分离电磁耦合效应，通过调整谐振器的尺寸和相对位置可改变中心频率，还可调整电耦合和磁耦合的强度，改变零点位置，实现灵活传输零点。

技术研发人员：马凯学,武依,周正
受保护的技术使用者：天津大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23