本发明涉及一种微波滤波器，具体涉及一种具有差模和共模无反射特性的平衡式开关带通滤波器。
背景技术：
1、在无线电系统中，微波滤波器作为发射机和接收机中的重要组件，在频域中实现所需信号的选择功能和干扰信号的抑制作用。随着无线通信系统的飞速发展，多频无线电系统得到了广泛的应用。在多频系统中，通常采用开关组件和滤波器的级联组合方式，实现多个频段的选择功能。但是这种设计通常会导致链路的传输和匹配性能恶化、电路尺寸变大等技术问题，不利于微波电路的小型化和高集成化的发展。开关滤波器的提出有效解决了这类问题，通过在滤波器中集成开关组件，改善滤波器中谐振器在开状态和关状态下的传输性能，从而提高开关滤波器的传输和匹配特性。在传统的无线电系统中，通常采用非平衡式(单端)信号链实现射频信号的传输和处理，但是该信号链较易受到外界电磁干扰，从而降低无线电系统性能。而平衡式信号链由于其自身具有优良的共模抑制性能，在现代无线电系统中得到了广泛的应用。传统的滤波器通常为实现通带内信号的传输功能，需要在通带范围内实现良好的匹配性能，而将通带范围外的信号反射回输入端，实现干扰信号的抑制作用。而反射的干扰信号会与射频链路内的有源非线性电路相互作用而产生交调信号，恶化无线电系统的传输性能。因此，针对平衡式无线电系统的设计与应用，确有必要提出一种具有差模和共模无反射特性的平衡式开关带通滤波器。
技术实现思路
1、根据现有技术存在的问题，本发明公开了一种具有差模和共模无反射特性的平衡式开关带通滤波器，具体包括如下步骤：平衡式差分信号输入端口a、平衡式差分信号输出端口b、平衡式开关滤波网络、四段微带连接线和两个差模/共模反射波吸收网络；
2、所述平衡式差分信号输入端口a包括输入端口a+和输入端口a-；
3、所述平衡式差分信号输出端口b包括输出端口b+和输出端口b-；
4、所述平衡式开关滤波网络的结构呈上下对称设置，包括第一哑铃型开关谐振器、纺锤型开关谐振器、第二哑铃型开关谐振器和四个弯折馈电微带线；所述第一哑铃型开关谐振器和第二哑铃型开关谐振器的尺寸和结构均相同；所述四个弯折馈电微带线包括四个结构相同的第一弯折馈电微带线、第二弯折馈电微带线、第三弯折馈电微带线和第四弯折馈电微带线；所述第一弯折馈电微带线位于第一哑铃型开关谐振器的左上侧；所述第二弯折馈电微带线位于第一哑铃型开关谐振器的左下侧；所述第三弯折馈电微带线位于第二哑铃型开关谐振器的右上侧；所述第四弯折馈电微带线位于第二哑铃型开关谐振器的右下侧；所述第一哑铃型开关谐振器位于纺锤型开关谐振器的左侧；所述第二哑铃型开关谐振器位于纺锤型开关谐振器的右侧；
5、所述第一哑铃型开关谐振器包括哑铃型微带线、第一矩形微带线、第一开关电路和第二开关电路；所述第一矩形微带线的一端连接至哑铃型微带线的左侧中间位置、另一端连接至哑铃型微带线的右侧中间位置；所述第一开关电路连接至哑铃型微带线的上侧中间位置；所述第二开关电路连接至哑铃型微带线的下侧中间位置；
6、所述纺锤型谐振器包括纺锤型微带线、第二矩形微带线、第三开关电路和第四开关电路；所述第二矩形微带线的一端连接至纺锤型微带线的左侧中间位置、另一端连接至纺锤型微带线的右侧中间位置；所述第三开关电路连接至纺锤型微带线的上侧中间位置；所述第四开关电路连接至纺锤型微带线的下侧中间位置；
7、第一开关电路、第二开关电路、第三开关电路、第四开关电路、第五开关电路和第六开关电路具有相同的结构；所述第一开关电路包括隔直电容、pin二极管、限流电阻、接地电阻和焊盘；所述隔直电容的一端连接至哑铃型微带线的上侧中间位置、另一端连接至pin二极管的阳极与限流电阻的连接处；所述限流电阻的一端与焊盘相连接、另一端连接至pin二极管的阳极与隔直电容的连接处；所述接地电阻一端与pin二极管的阴极相连接、另一端接地；
8、所述第一弯折馈电微带线包括第一馈电传输线、第二馈电传输线、第三馈电传输线、第四馈电传输线和开路馈电传输线；所述第二馈电传输线的一端与第一馈电传输线相连接、另一端与第三馈电传输线相连接；所述第四馈电传输线的一端与第三馈电传输线相连接、另一端与开路馈电传输线相连接；
9、所述四段微带连接线包括第一微带连接线、第二微带连接线、第三微带连接线和第四微带连接线；所述第一微带连接线的一端与输入端口a+相连接、另一端与第一弯折馈电微带线相连接；所述第二微带传输线的一端与输入端口a-相连接、另一端与第二弯折馈电微带线相连接；所述第三微带连接线的一端与输出端口b+相连接、另一端与第三弯折馈电微带线相连接；所述第四微带连接线的一端与输出端口b-相连接、另一端与第四弯折馈电微带线相连接；
10、所述两个差模/共模反射波吸收网络包括第一差模/共模反射波吸收网络和第二差模/共模反射波吸收网络；所述第一差模/共模反射波吸收网络的一端接于输入端口a+与第一微带连接线的连接处、另一端接于输入端口a-与第二微带连接线的连接处；所述第二差模/共模反射波吸收网络的一端接于第三微带连接线与输出端口b+的连接处、另一端接于第四微带连接线与输出端口b-的连接处；
11、所述第一差模/共模反射波吸收网络和第二差模/共模反射波吸收网络的结构相同；所述第一差模/共模反射波吸收网络包括第一吸收电阻、第二吸收电阻、第一开路平行耦合微带线、第二开路平行耦合微带线和终端短路微带线；所述第一吸收电阻和第二吸收电阻的阻值相同；所述第一开路平行耦合微带线和第二开路平行耦合微带线的结构相同；所述第一吸收电阻的一端接于第一微带连接线与输入端口a+的连接处、另一端与第一开路平行耦合微带线相连接；所述第二吸收电阻的一端接于第二微带连接线与输入端口a-的连接处、另一端与第二开路平行耦合微带线相连接；所述终端短路微带线一端接于第一开路平行耦合微带线与第二开路平行耦合微带线的连接处、另一端接地。
12、所述哑铃型微带线的宽度为w1、总长度为l1；所述第一矩形微带线的宽度为w2、长度为l2；所述纺锤型微带线的宽度为w3、总长度为l3；所述第二矩形微带线的宽度为w4、长度为l4；所述第一馈电传输线的长度为l5、宽度为w5；所述第二馈电传输线的长度为l6、宽度为w6；所述第三馈电传输线的长度为l7、宽度为w7；所述第四馈电传输线的长度为l8、宽度为w8；所述开路馈电传输线的长度为l9、宽度为w9；所述第一弯折馈电微带线与第一哑铃型谐振器的间距为s1；所述第一哑铃型谐振器与纺锤型谐振器的间距为s2；通过调整l1、w1、l2、w2、l3、w3、l4、w4、l5、w5、l6、w6、l7、w7、l8、w8、l9、w9、s1和s2，从而调节平衡式开关滤波网络开状态下的差模中心频率、带内匹配性能和通带带宽。
13、所述隔直电容的容值为c1；所述限流电阻的阻值为r1；所述接地电阻的阻值为r2；通过调整c1、r1和r2，从而提高平衡式开关带通滤波器关状态下的传输抑制性能；
14、所述第一吸收电阻的阻值为ra；所述第一开路平行耦合微带线的偶模特性阻抗为zea、奇模特性阻抗为zoa、电长度为θa；所述终端短路微带线的特性阻抗为zb、电长度为θb；通过调整ra、zea、zoa、θa、zb和θb，从而实现平衡式开关带通滤波器的差模和共模无反射特性。
15、为了实现平衡式差分信号在滤波器开状态下的带通滤波和关状态下的传输抑制功能、平衡式差分输入端和平衡式差分输出端在差模信号和共模信号激励下的无反射功能，本发明提供了一种具有差模和共模无反射特性的平衡式开关带通滤波器。该平衡式带通滤波器利用开关谐振器，实现了滤波器在开状态下的带通滤波特性、在关状态下的传输抑制功能和良好的共模抑制性能。此外，还利用差模/共模反射波吸收网络，实现了差模无反射和共模无反射特性，非常适合应用于平衡式无线电系统中以提高系统性能。
1.一种具有差模和共模无反射特性的平衡式开关带通滤波器，其特征在于包括：平衡式差分信号输入端口a、平衡式差分信号输出端口b、平衡式开关滤波网络、四段微带连接线和两个差模/共模反射波吸收网络；
2.根据权利要求1所述的一种具有差模和共模无反射特性的平衡式开关带通滤波器，其特征在于：所述哑铃型微带线(51)的宽度为w1、总长度为l1；所述第一矩形微带线(52)的宽度为w2、长度为l2；所述纺锤型微带线(61)的宽度为w3、总长度为l3；所述第二矩形微带线(62)的宽度为w4、长度为l4；所述第一馈电传输线(81)的长度为l5、宽度为w5；所述第二馈电传输线(82)的长度为l6、宽度为w6；所述第三馈电传输线(83)的长度为l7、宽度为w7；所述第四馈电传输线(84)的长度为l8、宽度为w8；所述开路馈电传输线(85)的长度为l9、宽度为w9；所述第一弯折馈电微带线(8)与第一哑铃型谐振器(5)的间距为s1；所述第一哑铃型谐振器(5)与纺锤型谐振器(6)的间距为s2；通过调整l1、w1、l2、w2、l3、w3、l4、w4、l5、w5、l6、w6、l7、w7、l8、w8、l9、w9、s1和s2，从而调节平衡式开关滤波网络开状态下的差模中心频率、带内匹配性能和通带带宽。
3.根据权利要求1所述的一种具有差模和共模无反射特性的平衡式开关带通滤波器，其特征在于：所述隔直电容(531)的容值为c1；所述限流电阻(533)的阻值为r1；所述接地电阻(534)的阻值为r2；通过调整c1、r1和r2，从而提高平衡式开关带通滤波器关状态下的传输抑制性能。
4.根据权利要求1所述的一种具有差模和共模无反射特性的平衡式开关带通滤波器，其特征在于：所述第一吸收电阻(121)的阻值为ra；所述第一开路平行耦合微带线(123)的偶模特性阻抗为zea、奇模特性阻抗为zoa、电长度为θa；所述终端短路微带线(125)的特性阻抗为zb、电长度为θb；通过调整ra、zea、zoa、θa、zb和θb，从而实现平衡式开关带通滤波器的差模和共模无反射特性。
