專利名稱：一種六邊環(huán)雙模微帶帶通濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種濾波器，特別涉及一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于加工、操作方便的六邊環(huán)雙模微帶帶通濾波器。
背景技術(shù)：
濾波器在射頻與微波電路中有著非常重要的作用，是無線通信、雷達(dá)系統(tǒng)中的關(guān)鍵無源器件之一，其本身的特性會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的性能。因而，研究具有高性能、小型化、低損耗的濾波器備受關(guān)注。近些年來，與微波有關(guān)的技術(shù)及濾波器的制作工藝迅猛發(fā)展，給濾波器設(shè)計(jì)帶來新的方法。諸如液晶聚合物(liquid crystal polymer, LCP)及低溫共燒陶瓷(low temperature co-fired ceramic, LTCC)多層濾波器、多頻帶濾波器、超寬帶(ultra-wideband, UffB)濾波器等新型濾波器獲得很好的應(yīng)用，而日益成熟的射頻微機(jī)電系統(tǒng)(radio frequency microelectromechanic system, RF MEMS)及單片機(jī)集成電路(monolithic microwave-1ntegrated circuit, MMIC)技術(shù),也推動(dòng)著濾波器的發(fā)展。與此同時(shí)，傳輸線結(jié)構(gòu)也有著新的改變，諸如共面波導(dǎo)(co-planar waveguide, CPW)、槽線(slotline)、缺陷地結(jié)構(gòu)(defected ground structure, DGS)等在濾波器設(shè)計(jì)里的綜合利用，形成了新的研究趨勢(shì)。但是采用微帶線結(jié)構(gòu)來設(shè)計(jì)濾波器，不僅理論基礎(chǔ)成熟，而且微帶濾波器有著良好的性能，制作工藝相對(duì)簡(jiǎn)單。因此，微帶濾波器一直是微波濾波器研究的重點(diǎn)。與此同時(shí)，濾波器的小型化和高性能將繼續(xù)是兩大重要課題。微波濾波器小型化通常采用的幾種方法:1、采用高介電常數(shù)材料減小濾波器的尺寸。2、采用慢波結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)微帶濾波器。3、采用多層技術(shù)減小濾波器的體積。4、采用雙模諧振器設(shè)計(jì)濾波器等。微帶諧振器易于和其它微波電路集成，是目前開發(fā)微波元器件的熱點(diǎn)。雙模諧振器是微波帶通濾波器小型化最有效的手段之一，主要包括波導(dǎo)雙模諧振器、介質(zhì)雙模諧振器和微帶雙模諧振器。常用微帶諧振器可以是圓形、方形、環(huán)形或折線等形式。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種六邊環(huán)雙模微帶帶通濾波器，通過在濾波器的主體內(nèi)設(shè)置微擾小環(huán)和菱形貼片，從而克服了傳統(tǒng)技術(shù)中的不足，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。本發(fā)明所解決的技術(shù)問題可以采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
一種六邊環(huán)雙模微帶帶通濾波器，所述濾波器的主體包括一正六邊形銅箔環(huán)，所述正六邊形銅箔環(huán)的內(nèi)環(huán)設(shè)置有至少一個(gè)微擾小環(huán)和至少一個(gè)菱形貼片，所述微擾小環(huán)與正六邊形銅箔環(huán)的饋電方式為垂直結(jié)構(gòu)的縫隙耦合；所述正六邊形銅箔環(huán)還包括輸入端和輸出端，所述輸入端和輸出端均通過V形臂與正六邊形銅箔環(huán)連接。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述微擾小環(huán)與正六邊形銅箔環(huán)等比例縮小的正六邊形。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述正六邊形銅箔環(huán)的外徑和內(nèi)徑分別為8mm和6mm。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述微擾小環(huán)的外徑和內(nèi)徑分別為2mm和1_。
本發(fā)明的有益效果在于:六邊環(huán)雙模微帶帶通濾波器在六邊環(huán)內(nèi)增加微擾小環(huán)和菱形貼片，尺寸小，通帶的兩側(cè)都有衰減極點(diǎn)，且通帶右側(cè)有兩個(gè)衰減極點(diǎn)，其性能優(yōu)于其他形狀的帶通濾波器。


圖1為本發(fā)明所述的六邊環(huán)雙模微帶帶通濾波器的幾何結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施方式
，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。如圖1所示，本發(fā)明所述的一種六邊環(huán)雙模微帶帶通濾波器，所述濾波器的主體包括一正六邊形銅箔環(huán)，所述正六邊形銅箔環(huán)的內(nèi)環(huán)設(shè)置有一個(gè)微擾小環(huán)和一個(gè)菱形貼片，所述微擾小環(huán)與正六邊形銅箔環(huán)的饋電方式為垂直結(jié)構(gòu)的縫隙耦合；所述正六邊形銅箔環(huán)還包括輸入端和輸出端，所述輸入端和輸出端均通過V形臂與正六邊形銅箔環(huán)連接。本發(fā)明提出一種全新的微帶帶通濾波器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，采用麥克斯韋方程證明此拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，對(duì)于實(shí)際情況，由于很難或無法用麥克斯韋方程從理論上來證明，只能采用數(shù)值方法來證明，學(xué)術(shù)和工程上常采用的方法是利用商用的高頻電磁仿真軟件進(jìn)行電磁仿真來證明、優(yōu)化。商用的高頻電磁仿真軟件有多種，我采用的是HFSS對(duì)提出的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。再將優(yōu)化的結(jié)構(gòu)制成樣品，對(duì)樣品測(cè)試，用實(shí)驗(yàn)的方法證實(shí)該濾波器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。外部六邊環(huán)I的內(nèi)外徑分別為6mm和8mm,微擾小環(huán)2的內(nèi)外徑分別為Imm和2mm,菱形貼片3的邊長(zhǎng)為1.5_，六邊環(huán)與饋線的間隙為0.5mm，V形臂4的寬度為0.4_。六邊環(huán)1、2，菱形貼片3和饋線4、5均為介電系數(shù)為2.65,襯底厚度為1_的銅箔。雙模特性是WolfT在20世紀(jì)70年代初用來設(shè)計(jì)和制作帶通濾波器時(shí)首先發(fā)現(xiàn)的。諧振器中對(duì)于不同的場(chǎng)分布有無窮多個(gè)諧振模式和諧振頻率，其中具有相同諧振頻率的模式稱為簡(jiǎn)并模。若在單個(gè)諧振器中通過加入一些微擾(比如開槽、切角或加入小的貼片、內(nèi)切角等)，會(huì)改變?cè)缓?jiǎn)并模的電場(chǎng)分布，使得一對(duì)正交簡(jiǎn)并模之間發(fā)生耦合，兩個(gè)耦合簡(jiǎn)并模的作用相當(dāng)于兩個(gè)耦合諧振器，從而在保持諧振回路不變的情況下，使諧振器的個(gè)數(shù)減少一半。通過改變這些微擾的大小可以對(duì)耦合強(qiáng)度進(jìn)行控制。從現(xiàn)有文獻(xiàn)來看，已經(jīng)研究的微帶雙模諧振器(濾波器)主要包括:圓形、方形、圓環(huán)、方環(huán)、折線形、三角形等。本發(fā)明是一種新型的六邊環(huán)雙模微帶帶通濾波器，在濾波器的外形(拓?fù)浣Y(jié)構(gòu))上不同于現(xiàn)有文獻(xiàn)雙模微帶帶通濾波器的外形(圓形、方形、圓環(huán)、方環(huán)、折線形、三角形等)。本發(fā)明的微帶帶通濾波器，尺寸小，通帶的兩側(cè)都有衰減極點(diǎn)，且通帶右側(cè)有兩個(gè)衰減極點(diǎn)，其性能優(yōu)于其他形狀的帶通濾波器。諧振器中對(duì)于不同的場(chǎng)分布有無窮多個(gè)諧振模式和諧振頻率，其中具有相同諧振頻率的模式稱為簡(jiǎn)并模。若在單個(gè)諧振器中通過加入一些微擾(比如開槽、切角或加入小的貼片、內(nèi)切角等)，會(huì)改變?cè)缓?jiǎn)并模的電場(chǎng)分布，使得一對(duì)正交簡(jiǎn)并模之間發(fā)生稱合，兩個(gè)耦合簡(jiǎn)并模的作用相當(dāng)于兩個(gè)耦合諧振器，從而在保持諧振回路不變的情況下，使諧振器的個(gè)數(shù)減少一半。并且通過改變這些微擾的大小可以對(duì)耦合強(qiáng)度進(jìn)行控制，從而調(diào)整衰減極點(diǎn)的位置，方便設(shè)計(jì)濾波器的實(shí)際應(yīng)用。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.一種六邊環(huán)雙模微帶帶通濾波器，其特征在于，所述濾波器的主體包括一正六邊形銅箔環(huán)，所述正六邊形銅箔環(huán)的內(nèi)環(huán)設(shè)置有一個(gè)微擾小環(huán)和一個(gè)菱形貼片，所述微擾小環(huán)與正六邊形銅箔環(huán)的饋電方式為垂直結(jié)構(gòu)的縫隙耦合；所述正六邊形銅箔環(huán)還包括輸入端和輸出端，所述輸入端和輸出端均通過V形臂與正六邊形銅箔環(huán)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種六邊環(huán)雙模微帶帶通濾波器，其特征在于，所述微擾小環(huán)與正六邊形銅箔環(huán)等比例縮小的正六邊形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種六邊環(huán)雙模微帶帶通濾波器，其特征在于，所述正六邊形銅箔環(huán)的外徑和內(nèi)徑分別為8mm和6mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種六邊環(huán)雙模微帶帶通濾波器，其特征在于，所述微擾小環(huán)的外徑和內(nèi)徑分別為2mm和1mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種六邊環(huán)雙模微帶帶通濾波器，所述濾波器的主體包括一正六邊形銅箔環(huán)，所述正六邊形銅箔環(huán)的內(nèi)環(huán)設(shè)置有一個(gè)微擾小環(huán)和一個(gè)菱形貼片，所述微擾小環(huán)與正六邊形銅箔環(huán)的饋電方式為垂直結(jié)構(gòu)的縫隙耦合；所述正六邊形銅箔環(huán)還包括輸入端和輸出端，所述輸入端和輸出端均通過V形臂與正六邊形銅箔環(huán)連接。本發(fā)明的有益效果在于六邊環(huán)雙模微帶帶通濾波器在六邊環(huán)內(nèi)增加微擾小環(huán)和菱形貼片，尺寸小，通帶的兩側(cè)都有衰減極點(diǎn)，且通帶右側(cè)有兩個(gè)衰減極點(diǎn)，其性能優(yōu)于其他形狀的帶通濾波器。
文檔編號(hào)H01P1/203GK103165965SQ20131012612
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2013年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月12日
發(fā)明者曹雨露, 張友俊 申請(qǐng)人:上海海事大學(xué)