一种双频平衡滤波器

1.本技术的所公开实施例涉及无线通信技术领域，且更具体而言，涉及一种双频平衡滤波器。


背景技术：

2.目前，大规模无线通信网络的部署和小型无线通信终端提供了高质量和智能化的通信服务。然而，高密度无线通信网和高度集成电路极大挑战通信系统的鲁棒性，其中射频前端器件系统的抗电磁干扰最为关键。相比于与传统处理单端信号的非平衡器件，平衡式电路以其独特的物理拓扑结构，可以有效抑制各种环境噪声和电路组件产生的电子噪声，能够解决通信设备间的电磁干扰(emi)问题，极大提高接收机的信噪比和改善发射机的效率。
3.因此，在日益复杂电磁环境下，设计抗噪性能优异的高选择性平衡滤波器具有重要意义。此外，为更好的满足现代无线通信多业务需求，研究设计具有多个工作频带的平衡滤波器显得尤为重要。


技术实现要素：

4.根据本技术的实施例，本技术提出一种双频平衡滤波器，解决上述问题。
5.根据本技术的方面，公开一种实例性的双频平衡滤波器。该实例性的双频平衡滤波器包括对称设置的一对输入馈线结构和一对输出馈线结构以及对称设置的第一阶跃阻抗谐振器和第二阶跃阻抗谐振器；其中，所述一对输入馈线结构与所述第一阶跃阻抗谐振器连接，所述一对输出馈线结构与所述第二阶跃阻抗谐振器连接，以提供电磁激励；所述第一阶跃阻抗谐振器和所述第二阶跃阻抗谐振器均为对称结构，均包括阶跃阻抗本体以及设置于所述阶跃阻抗本体中心的第一枝节，以在电磁激励作用下产生两个频带，并用于所述两个频带的共模频率抑制。
6.在一些实施例中，该双频平衡滤波器还包括对称设置的第一连接线和第二连接线，均与所述第一阶跃阻抗谐振器和所述第二阶跃阻抗谐振器连接；所述第一阶跃阻抗谐振器和所述第二阶跃阻抗谐振器均还包括设置于所述阶跃阻抗本体上且与所述第一枝节间隔设置的一对第二枝节；其中，所述第一连接线和所述第二连接线用于提供所述第一阶跃阻抗谐振器与所述第二阶跃阻抗谐振器之间的磁耦合，所述第一阶跃阻抗谐振器的所述阶跃阻抗本体的两端与所述第二阶跃阻抗谐振器的所述阶跃阻抗本体的两端之间以及所述第一阶跃阻抗谐振器的所述一对第二枝节与所述第二阶跃阻抗谐振器的所述一对第二枝节之间缝隙耦合，提供所述第一阶跃阻抗谐振器和所述第二阶跃阻抗谐振器之间的电耦合，从而使得所述两个频带的两侧分别具有一传输零点。
7.在一些实施例中，所述第一枝节为对称的t型结构，包括第一子枝节以及连接于所述阶跃阻抗本体中心与所述第一子枝节中心之间的第二子枝节，以用于所述两个频带的共模频率抑制。
8.在一些实施例中，所述第一子枝节的等效阻抗与所述第二子枝节的等效阻抗相同。
9.在一些实施例中，所述第一子枝节的等效阻抗与所述第一连接线或所述第二连接线的等效阻抗相同。
10.在一些实施例中，所述阶跃阻抗本体包括第一阻抗部、对称设置的两个第二阻抗部、对称设置的两个第四阻抗部以及对称设置的两个第四阻抗部，其中，所述第一阻抗部的中心为所述阶跃阻抗本体的中心，所述第一阻抗部、所述第二阻抗部、所述第三阻抗部和所述第四阻抗部从所述阶跃阻抗本体的中心依次连接；所述一对第二枝节中每个所述第二枝节连接于所述第一阻抗部与所述第二阻抗部的连接处。
11.在一些实施例中，所述第二枝节包括第三子枝节和第四子枝节，其中，所述第四子枝节与所述第三子枝节连接，且所述第四子枝节的等效阻抗与所述第三子枝节的等效阻抗不同；所述第三阻抗部和所述第四阻抗部均经过弯折处理，以使得所述第四阻抗部和所述第四子枝节位于同一直线以共同用于所述缝隙耦合。
12.在一些实施例中，所述第三子枝节的等效阻抗与所述第二阻抗部的等效阻抗相同；所述第四子枝节的等效阻抗与所述第四阻抗部的等效阻抗相同。
13.在一些实施例中，所述一对输入馈线结构包括对称设置的第一输入馈线和第二输入馈线，所述一对输出馈线结构包括对称设置的第一输出馈线和第二输出馈线；其中，所述第一输入馈线与所述第一输出馈线对应于所述第一连接线，所述第二输入馈线与所述第二输出馈线对应于所述第二连接线。
14.在一些实施例中，所述第一输入馈线、所述第一输出馈线以及所述第一连接线位于同一直线；所述第二输入馈线、所述第二输出馈线以及所述第二连接线位于另一直线。
15.本技术的有益效果有：通过第一阶跃阻抗谐振器和第二阶跃阻抗谐振器均包括阶跃阻抗本体，以在电磁激励作用下产生两个频带，实现结构简单的多频带的双频平衡滤波器，并能灵活调控每个频带，增强设计灵活度，并通过第一阶跃阻抗谐振器和第二阶跃阻抗谐振器均包括设置于阶跃阻抗本体中心的第一枝节，以用于两个频带的共模频率抑制，提高共模噪声的抑制度，实现性能良好的多频带的双频平衡滤波器。
16.在阅读以下对各图及图式中所例示的优选实施例的详细说明之后，本技术的这些及其它目标无疑将对所属领域的技术人员显而易见。
附图说明
17.图1是根据本技术实施例的双频平衡滤波器的结构示意图；
18.图2是根据本技术实施例的双频平衡滤波器的散射参数曲线图。
具体实施方式
19.本说明书及权利要求书通篇中所用的某些用语指代特定部件。如所属领域的技术人员可以理解的是，电子设备制造商可利用不同名称来指代同一个部件。本文并非以名称来区分部件，而是以功能来区分部件。在以下说明书及权利要求书中，用语“包括”是开放式的限定词语，因此其应被解释为意指“包括但不限于
…”
。另外，用语“耦合”旨在意指间接电连接或直接电连接。因此，当一个装置耦合到另一装置时，则这种连接可以是直接电连接或
通过其他装置及连接部而实现的间接电连接。
20.如图1所示，为根据本技术实施例的双频平衡滤波器的结构示意图。该双频平衡滤波器100包括对称设置的一对输入馈线结构110和一对输出馈线结构120以及对称设置的第一阶跃阻抗谐振器130和第二阶跃阻抗谐振器140。
21.一对输入馈线结构110与一对输出馈线结构120以及第一阶跃阻抗谐振器130与第二阶跃阻抗谐振器140的对称设置可以根据实际电路设计考虑进行设置。在本实施例中，一对输入馈线结构110与一对输出馈线结构120以及第一阶跃阻抗谐振器130与第二阶跃阻抗谐振器140呈垂直对称设置，即其对称方向为垂直方向。在其他实施例中，一对输入馈线结构110与一对输出馈线结构120以及第一阶跃阻抗谐振器130与第二阶跃阻抗谐振器140也可以关于一倾斜线对称设置。
22.其中，一对输入馈线结构110与第一阶跃阻抗谐振器130连接，一对输出馈线结构120与第二阶跃阻抗谐振器140连接，以提供电磁激励。
23.第一阶跃阻抗谐振器130和第二阶跃阻抗谐振器140均为对称结构，均包括阶跃阻抗本体a以及设置于阶跃阻抗本体a中心的第一枝节b，以在电磁激励作用下产生两个频带，并用于两个频带的共模频率抑制。
24.该对称结构的对称方向可以与对称设置的第一阶跃阻抗谐振器130和第二阶跃阻抗谐振器140的对称方向相互垂直。例如，对称设置的第一阶跃阻抗谐振器130和第二阶跃阻抗谐振器140的对称方向为垂直方向，则该对称结构的对称方向为水平方向，即该对称结构呈水平对称设置。
25.阶跃阻抗本体a为对称的半波长谐振器，在电磁激励下，第一阶跃阻抗谐振器130和第二阶跃阻抗谐振器140的阶跃阻抗本体a可产生2个频率，每个频率形成一个频带，两个频带的中心频率依次递增。设置于阶跃阻抗本体a中心的第一枝节b，以用于两个频带的共模频率抑制。
26.本实施例中，通过第一阶跃阻抗谐振器130和第二阶跃阻抗谐振器140均包括阶跃阻抗本体a，以在电磁激励作用下产生两个频带，实现结构简单的多频带的双频平衡滤波器100，并能灵活调控每个频带，增强设计灵活度，并通过第一阶跃阻抗谐振器130和第二阶跃阻抗谐振器140均包括设置于阶跃阻抗本体a中心的第一枝节b，以用于两个频带的共模频率抑制，提高共模噪声的抑制度，实现性能良好的多频带的双频平衡滤波器100。
27.如上述，第一阶跃阻抗谐振器130和第二阶跃阻抗谐振器140的阶跃阻抗本体a在电磁激励作用下产生两个频带，第一阶跃阻抗谐振器130和第二阶跃阻抗谐振器140的设置于阶跃阻抗本体a中心的第一枝节b，用于两个频带的共模频率抑制。在一些实施例中，第一阶跃阻抗谐振器130和第二阶跃阻抗谐振器140均还包括设置于阶跃阻抗本体a上且与第一枝节b间隔设置的一对第二枝节c；该双频平衡滤波器还包括对称设置的第一连接线150和第二连接线160，均与第一阶跃阻抗谐振器130和第二阶跃阻抗谐振器140连接。
28.其中，第一连接线150和第二连接线160用于提供第一阶跃阻抗谐振器130与第二阶跃阻抗谐振器140之间的磁耦合，第一阶跃阻抗谐振器130的阶跃阻抗本体a的两端与第二阶跃阻抗谐振器140的阶跃阻抗本体a的两端之间以及第一阶跃阻抗谐振器130的一对第二枝节c与第二阶跃阻抗谐振器140的一对第二枝节c之间缝隙耦合，提供第一阶跃阻抗谐振器130和第二阶跃阻抗谐振器140之间的电耦合，从而使得两个频带的两侧分别具有一传
输零点。
29.第一枝节b设置于阶跃阻抗本体a中心，而这一对第二枝节c与第一枝节b间隔设置，则这一对第二枝节c设置于阶跃阻抗本体a的相对两端上，且对称设置。这一对第二枝节c的对称方向与阶跃阻抗本体a的对称方向相同。
30.第一阶跃阻抗谐振器130的阶跃阻抗本体a的两端与第二阶跃阻抗谐振器140的阶跃阻抗本体a的两端之间以及第一阶跃阻抗谐振器130的一对第二枝节c与第二阶跃阻抗谐振器140的一对第二枝节c之间缝隙耦合，即第一阶跃阻抗谐振器130的阶跃阻抗本体a的两端与第二阶跃阻抗谐振器140的阶跃阻抗本体a的两端之间的缝隙，与第一阶跃阻抗谐振器130的一对第二枝节c与第二阶跃阻抗谐振器140的一对第二枝节c之间的缝隙相同，共同实现缝隙耦合。
31.由于上述缝隙耦合和电耦合，使得阶跃阻抗本体a所产生的两个频带的两侧分别具有一传输零点，提高频带的选择性，从而提高了双频平衡滤波器的性能。
32.对称设置的第一连接线150和第二连接线160的对称方向可以为水平方向，与阶跃阻抗本体a的对称方向相同。同时，第一连接线150和第二连接线160各自也呈垂直对称，即第一连接线150和第二连接线160的对称方向为垂直方向。
33.如上述，第一阶跃阻抗谐振器130和第二阶跃阻抗谐振器140的设置于阶跃阻抗本体a中心的第一枝节b，用于两个频带的共模频率抑制。在一些实施例中，第一枝节b为对称的t型结构，包括第一子枝节b1以及连接于阶跃阻抗本体a中心与第一子枝节b1中心之间的第二子枝节b2，以用于两个频带的共模频率抑制。
34.第一枝节b的对称方向与第一阶跃阻抗谐振器130或第二阶跃阻抗谐振器140的对称方向相同，即与上述的对称结构的对称方向相同。例如，第一阶跃阻抗谐振器130或第二阶跃阻抗谐振器140的对称方向为水平方向，第一枝节b的对称方向也为水平方向。又例如，第一阶跃阻抗谐振器130或第二阶跃阻抗谐振器140的对称方向为倾斜线，第一枝节b的对称方向也为倾斜线，即其均关于该倾斜线对称。
35.在一些示例中，第一子枝节b1的等效阻抗与第二子枝节b2的等效阻抗相同。第一子枝节b1与第二子枝节b2的等效阻抗相同，即第一子枝节b1与第二子枝节b2的物理宽度相同。
36.在一些实施例中，第一子枝节b1的等效阻抗与第一连接线150或第二连接线160的等效阻抗相同。第一子枝节b1与第一连接线150或第二连接线160的等效阻抗相同，即第一子枝节b1与第一连接线150或第二连接线160的物理宽度相同，其中，第一连接线150与第二连接线160对称设置，第一连接线150与第二连接线160的等效阻抗相同，即物理宽度相同。
37.如上述，阶跃阻抗本体a为对称的半波长谐振器，在一些实施例中，阶跃阻抗本体a包括第一阻抗部a1、对称设置的两个第二阻抗部a2、对称设置的两个第三阻抗部a3以及对称设置的两个第四阻抗部a4，其中，第一阻抗部a1的中心为阶跃阻抗本体a的中心，第一阻抗部a1、第二阻抗部a2、第三阻抗部a3和第四阻抗部a4从阶跃阻抗本体a的中心依次连接；一对第二枝节c中每个第二枝节c连接于第一阻抗部a1与第二阻抗部a2的连接处。
38.第一阻抗部a1、第二阻抗部a2、第三阻抗部a3和第四阻抗部a4的等效阻抗各不相同，从阶跃阻抗本体a的中心依次连接，即该阶跃阻抗本体a为四级阶跃，有利于调节两个频带的中心频率，提高设计双频带的灵活度。在本实施例中，第一阻抗部a1、第二阻抗部a2、第
三阻抗部a3和第四阻抗部a4的等效阻抗依次递减，即第一阻抗部a1、第二阻抗部a2、第三阻抗部a3和第四阻抗部a4的物理宽度依次递增。
39.如上述，一对第二枝节c与第一枝节b间隔设置，且一对第二枝节c中每个第二枝节c连接于第一阻抗部a1与第二阻抗部a2的连接处，在一些实施例中，第二枝节c包括第三子枝节c1和第四子枝节c2，其中，第四子枝节c2与第三子枝节c1连接，且第四子枝节c2的等效阻抗与第三子枝节c1的等效阻抗不同；第三阻抗部a3和第四阻抗部a4经过弯折处理，以使得第四阻抗部a4和第四子枝节c2位于同一直线以共同用于缝隙耦合。
40.第四子枝节c2的等效阻抗与第三子枝节c1的等效阻抗不同，即第四子枝节c2与第三子枝节c1的物理宽度不同。
41.第三阻抗部a3和第四阻抗部a4经过弯折处理，即第三阻抗部a3弯折一次，使得第三阻抗部a3与第二阻抗部a2垂直设置，第四阻抗部a4弯折一次，使得第四阻抗部a4与第三阻抗部a3垂直设置，从而第四阻抗部a4和第四子枝节c2位于同一直线，实现第一阶跃阻抗谐振器130和第二阶跃阻抗谐振器140的第四阻抗部a4和第四子枝节c2共同用于缝隙耦合，提高双频平衡滤波器100的各个频带的性能，同时实现小型化，降低了制作成本。
42.需要注意的是，第三阻抗部a3和第四阻抗部a4的弯折一次表示分别对该第三阻抗部a3和第四阻抗部a4进行一次弯折90度，使得第三阻抗部a3与第二阻抗部a2垂直设置，使得第四阻抗部a4与第三阻抗部a3垂直设置。
43.在一些示例中，第三子枝节c1的等效阻抗与第二阻抗部a2的等效阻抗相同；第四子枝节c2的等效阻抗与第四阻抗部a4的等效阻抗相同。第三子枝节c1与第二阻抗部a2的等效阻抗相同，第四子枝节c2的等效阻抗与第四阻抗部a4的等效阻抗相同，即第三子枝节c1与第二阻抗部a2的物理宽度相同，第四子枝节c2的等效阻抗与第四阻抗部a4的物理宽度相同。
44.如上述，一对输入馈线结构110与一对输出馈线结构120呈对称设置，例如，垂直对称设置，此时，在一些实施例中，一对输入馈线结构110本身也呈对称设置，一对输出馈线结构120本身也呈对称设置。例如，一对输入馈线结构110本身呈水平对称，同样，由于一对输入馈线结构110与一对输出馈线结构120呈垂直对称设置，一对输入馈线结构110本身也呈水平对称设置。
45.具体地，在一些实施例中，一对输入馈线结构110包括对称设置的第一输入馈线111和第二输入馈线112，一对输出馈线结构120包括对称设置的第一输出馈线121和第二输出馈线122，其中，第一输入馈线111与第一输出馈线121对应于第一连接线150，第二输入馈线112与第二输出馈线122对应于第二连接线160。在本实施例中，第一输入馈线111和第二输入馈线112以及第一输出馈线121和第二输出馈线122的对称设置为水平下上对称设置，但本技术并不限于此，其可根据实际电路设计考虑进行设置。
46.第一输入馈线111、第二输入馈线112、第一输出馈线121以及第二输出馈线122中的每个的一端用于实现抽头耦合、另一端作为输入端口/输出端口。第一输入馈线111与第二输入馈线112的另一端作为输入端口，被馈入电磁信号，第一输出馈线121与第二输出馈线122的另一端作为输出端口，被馈出电磁信号。注意的是，输入端口和输出端口的设置仅是示意性的，输入端口与输出端口可以与此相反。
47.第一输入馈线111与第一输出馈线121对应于第一连接线150，第二输入馈线112与
第二输出馈线122对应于第二连接线160，利于采用第一连接线150和第二连接线160实现第一阶跃阻抗谐振器130与第二阶跃阻抗谐振器140之间的磁耦合。
48.第一输入馈线111、第二输入馈线112、第一输出馈线121以及第二输出馈线122的等效阻抗为50欧姆。
49.如上述，第一输入馈线111与第一输出馈线121对应于第一连接线150，第二输入馈线112与第二输出馈线122对应于第二连接线160，在一些实施例中，第一输入馈线111、第一输出馈线121以及第一连接线150位于同一直线；第二输入馈线112、第二输出馈线122以及第二连接线160位于另一直线。
50.第一输入馈线111、第一输出馈线121以及第一连接线150位于同一直线，第二输入馈线112、第二输出馈线122以及第二连接线160位于另一直线，进一步利于采用第一连接线150和第二连接线160实现第一阶跃阻抗谐振器130与第二阶跃阻抗谐振器140之间的磁耦合。
51.进一步地，在一些实施例中，该双频平衡滤波器100包括对称设置的一对输入馈线结构110和一对输出馈线结构120以及对称设置的第一阶跃阻抗谐振器130和第二阶跃阻抗谐振器140。也就是说，采用一介质基板来制作该双频平衡滤波器100。该介质基板可以是高温超导介质基板，由氧化镁制成，该高温超导介质基板的上下表面由钇钡铜氧超导薄膜制成，其介电常数为9.78，厚度为0.5mm，此时，该双频平衡滤波器100的损耗小，品质因数高，从而，应用于双频平衡滤波器100等中效果更佳，使用稳定，且使用时间久。当然，在本领域技术人员的理解范围之内，该介质基板还可以采用其他参数的介质基板来制作该双频平衡滤波器100，在此不作限定。
52.如图2所示，为根据本技术实施例的双频平衡滤波器的散射参数曲线图。对于上述实施例的双频平衡滤波器100，在采用一介质基板来制作的情况下，其两个频带的中心频率分别为1.48ghz和4.25ghz，频带内插入损耗小于0.1db，回波损耗大于20db，共模插入损耗大于25db，即共模噪声抑制均优于25db，两个频带的两侧分别具有一传输零点，提高频带的选择性。
53.所属领域的技术人员易知，可在保持本技术的教示内容的同时对装置及方法作出诸多修改及变动。因此，以上公开内容应被视为仅受随附权利要求书的范围的限制。