基于耦合型交叉形諧振器的新型差分帶通濾波器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于耦合型交叉形諧振器的新型差分帶通濾波器，包括兩個互相耦合的交叉形諧振器，每一個交叉形諧振器由七條微帶線組合而成；其中，第一諧振器包括第一微帶線、第二微帶線、第三微帶線、第四微帶線、第五微帶線、第六微帶線、第七微帶線、第一輸出端口以及第二輸出端口)，第一微帶線、第三微帶線、第五微帶線、以及第七微帶線為豎直設(shè)置，第二微帶線、第四微帶線、以及第六微帶線為水平設(shè)置，第四微帶線位于交叉形諧振器的橫向中心位置。同時連接第三微帶線和第五微帶線。
【專利說明】基于耦合型交叉形諧振器的新型差分帶通濾波器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及微波毫米波【技術(shù)領(lǐng)域】，基于耦合型交叉形諧振器的新型差分帶通濾波 器。

【背景技術(shù)】
[0002] 嚴(yán)重的噪聲干擾是影響電子設(shè)備且使之難以發(fā)揮最佳性能的因素之一，甚至可能 使得整個設(shè)備無法正常工作。為了解決這一類問題，很多專家和學(xué)者均付出了巨大的努力， 并最終將解決這一問題的視點(diǎn)聚焦在了濾波器的身上。濾波器，是通信設(shè)備中至關(guān)重要和 必不可少的器件之一。傳統(tǒng)的帶通濾波器一般是單端式的，即只有一個信號輸入端口和一 個信號輸出端口，只能對不同頻率的信號進(jìn)行選擇濾波，難以抑制共模噪聲。而新型的差分 帶通濾波器則彌補(bǔ)了單端器件在這方面的不足，它具有四個端口，其中兩個輸入端口和兩 個輸出端口。這樣的設(shè)計(jì)使得差分濾波器可以對差模信號進(jìn)行正常頻率選擇的同時，又可 以較好地對共模噪聲進(jìn)行抑制。很多研究學(xué)者都做了關(guān)于差分濾波器的深入研究和設(shè)計(jì)， 以使得這些器件可以滿足差模和共模的雙重要求。然而，很多之前的研究所獲得的差分濾 波器的共模抑制能力并不理想且其尺寸也比較大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 發(fā)明目的：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于耦 合型交叉形諧振器的新型差分帶通濾波器。
[0004] 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是：一種基于耦合型交叉形諧振器的新型差分帶通 濾波器，包括兩個互相耦合的交叉形諧振器，每一個交叉形諧振器由七條微帶線組合而成； 其中，第一諧振器包括第一微帶線、第二微帶線、第三微帶線、第四微帶線、第五微帶線、第 六微帶線、第七微帶線、第一輸出端口以及第二輸出端口），第一微帶線、第三微帶線、第五 微帶線、以及第七微帶線為堅(jiān)直設(shè)置，第二微帶線、第四微帶線、以及第六微帶線為水平設(shè) 置，第四微帶線位于交叉形諧振器的橫向中心位置（即濾波器的水平橫向中心軸，對稱線 SS'），同時連接第三微帶線和第五微帶線；第一微帶線位于最上方，且與第七微帶線關(guān)于 第四微帶線上下對稱，第二微帶線位于第一微帶線的左下側(cè)且與第一微帶線垂直連接，第 六微帶線位于第七微帶線的左上方且與第七微帶線垂直連接，第二微帶線與第六微帶線關(guān) 于第四微帶線上下對稱，第三微帶線位于第一微帶線的正下方，且上端與第一微帶線和第 二微帶線分別相連，第三微帶線下端連接第五微帶線的上端，第五微帶線的下端分別連接 第六微帶線和第七微帶線，第二微帶線與第五微帶線相連并關(guān)于第四微帶線上下對稱，第 一輸出端口通過交指耦合與第二微帶線相連，第二輸出端口通過交指耦合與第六微帶線相 連；第二形交叉形諧振器包括為第八微帶線、第九微帶線、第十微帶線、第十一微帶線、第 十二微帶線、第十三微帶線、第十四微帶線。第三輸出端口以及第四輸出端口；第二形交叉 形諧振器與第一交叉形諧振器相對于濾波器的縱向中心軸（即濾波器的堅(jiān)直縱向中心軸， 對稱線TT'）左右對稱且互相耦合；第三輸出端口通過交指耦合與第十三微帶線相連，第四 輸出端口通過交指耦合與第九微帶線相連。
[0005] 第一微帶線線、第七微帶線、第八微帶線、第十四微帶線長度相等、寬度相同；第二 微帶線線、第六微帶線、第九微帶線、第十三微帶線長度相等、寬度相同；第三微帶線線、第 五微帶線、第十微帶線、第十二微帶線長度相等、寬度相同；第四微帶線與第十一微帶線長 度相等、寬度相同。
[0006] 本發(fā)明交叉形諧振器各組成部分的微帶線物理長度、線寬以及兩個諧振器之間的 耦合縫隙均可進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0007] 本發(fā)明濾波器的共模抑制特性可以在不影響差模濾波特性的前提下進(jìn)行獨(dú)立的 調(diào)節(jié)和優(yōu)化。
[0008] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)是：1)本發(fā)明具有較小的差模通帶插入損 耗，較大的回波損耗，可控的通帶寬度和選擇特性，較高的共模抑制特性；2)電路結(jié)構(gòu)簡 單，僅需要兩個耦合的交叉形諧振器；3)采用微帶結(jié)構(gòu)，工藝上易于實(shí)現(xiàn)；4)共模特性可以 在不影響差模能力的前提下進(jìn)行單獨(dú)的調(diào)節(jié)和控制。
[0009] 本發(fā)明差模激勵下具有較小插入損耗、較好的通帶匹配、可控的通帶范圍和邊緣 選擇特性，且在共模激勵下具有可以在不影響差模濾波特性的前提下進(jìn)行單獨(dú)控制和調(diào)節(jié) 的共模抑制特性的基于耦合型交叉形諧振器的新型微帶差分帶通濾波器。該濾波器體積 小、性能優(yōu)越、結(jié)構(gòu)緊湊、設(shè)計(jì)方法新穎、設(shè)計(jì)過程簡單、加工成本低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明做更進(jìn)一步的具體說明，本發(fā)明的上述和 /或其他方面的優(yōu)點(diǎn)將會變得更加清楚。
[0011] 圖la是本發(fā)明差分帶通濾波器的等效結(jié)構(gòu)圖。
[0012] 圖lb是圖la中虛線框中部分的放大圖。
[0013] 圖2是本發(fā)明使用的交指耦合結(jié)構(gòu)的等效圖。
[0014] 圖3是本發(fā)明使用的交指耦合結(jié)構(gòu)的等效電容C隨縫隙s的變化曲線。
[0015] 圖4a為本發(fā)明偶偶模等效電路，圖4b為本發(fā)明偶奇模等效電路，圖4c為本發(fā)明 奇偶模等效電路，圖4d為本發(fā)明奇奇模等效電路。
[0016]圖5是本發(fā)明差模激勵下的中心頻率fQ和相對帶寬隨等效電容C的變化曲線。
[0017] 圖6是本發(fā)明共模抑制傳輸零點(diǎn)f。隨電長度0 i的變化情況。
[0018] 圖7是本發(fā)明差模帶外零點(diǎn)fz與等效電容C。隨縫隙Sl的變化曲線。
[0019]圖8是本發(fā)明差模帶外零點(diǎn)fz隨等效電容(；的變化曲線。
[0020] 圖9是本發(fā)明上邊帶選擇特性和相對帶寬隨等效電容C。的變化曲線。
[0021] 圖10是本發(fā)明差模激勵下濾波響應(yīng)的理論結(jié)果、仿真結(jié)果與實(shí)測結(jié)果的數(shù)據(jù)對 比。
[0022] 圖11是本發(fā)明共模激勵下抑制響應(yīng)的理論結(jié)果、仿真結(jié)果與實(shí)測結(jié)果的數(shù)據(jù)對 比。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 結(jié)合圖la，本發(fā)明是一種基于耦合型交叉形諧振器的新型差分帶通濾波器，包括 兩個互相耦合的交叉形諧振器，每一個諧振器由七條微帶線組合而成，左邊部分的微帶線 分別為第一微帶線1、第二微帶線2、第三微帶線3、第四微帶線4、第五微帶線5、第六微帶 線6、第七微帶線7。第一微帶線1位于最上方，且與第七微帶線7關(guān)于對稱線SS'上下對 稱，第二微帶線位于第一微帶線1的左下側(cè)，且與第六微帶線6關(guān)于對稱線SS'上下對稱， 第三微帶線3位于第一微帶線1的正下方，與第一微帶線1和第二微帶線2分別相連，且與 第五微帶線5相連并關(guān)于對稱線SS'上下對稱，第四微帶線4位于交叉形諧振器的中央位 置，同時連接第三微帶線3和第五微帶線5。第一輸出端口 1通過交指耦合與第二微帶線2 相連，第二輸出端口 1'通過交指耦合與第六微帶線6相連。左邊的交叉形諧振器與右邊的 交叉形諧振器關(guān)于對稱線TT'左右對稱且互相耦合。右邊交叉形諧振器的七條微帶線分別 為第八微帶線8、第九微帶線9、第十微帶線10、第十一微帶線11、第十二微帶線12、第十三 微帶線13、第十四微帶線14。第三輸出端口 2通過交指耦合與第十三微帶線13相連，第 四輸出端口 2'通過交指耦合與第九微帶線9相連。
[0024] 所述微帶線長度、線寬和耦合縫隙均可調(diào)節(jié)，其調(diào)節(jié)值是根據(jù)不同頻率、不同帶 寬、不同介質(zhì)板的具體參數(shù)確定的。
[0025] 本發(fā)明公開了一種基于耦合型交叉形諧振器的新型差分帶通濾波器，該差分帶通 濾波器包括兩個互相耦合的交叉形諧振器以及用以優(yōu)化濾波器差分選擇特性的開路平行 耦合諧振器。本發(fā)明采用微帶線進(jìn)行設(shè)計(jì)，具有重量輕、性能優(yōu)異、體積小、加工速度快、成 本低等優(yōu)點(diǎn)，在各頻段雷達(dá)、通信設(shè)備及其它對噪聲抑制要求較高電子設(shè)備應(yīng)用方面具有 極為廣闊的應(yīng)用前景。
[0026] 本發(fā)明基于耦合型交叉形諧振器的新型差分帶通濾波器，其工作原理簡述如下：
[0027] 圖2中則給出了四個端口與微帶線諧振器連接使用的交指耦合電路的等效結(jié)構(gòu)， 該交指耦合由三條平行耦合微帶線完成，且最外面兩條微帶線互相連接共同與中間的微帶 線耦合作用，其等效電容C與電路結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系如圖3的曲線所示。圖4a?圖4d中給 出了利用奇偶模分析方法得到的四個四分之一等效電路，其中Zp ZTO、Z。。和ZM、Z。。分別是 交叉形諧振器微帶線和耦合線部分的傳輸阻抗和奇偶模阻抗，9和e。分別是中央加 載的開路枝節(jié)、中央耦合線部分和上端耦合線部分的電長度，r是端口的反射系數(shù)。
[0028] 本發(fā)明基于耦合型環(huán)形諧振器的小型化差分濾波器的差模和公民散射參數(shù) Sddll，Sdd21，S ccn，矛口 Scc2i 可以通過下式計(jì)算得到：

【權(quán)利要求】
1. 一種基于耦合型交叉形諧振器的新型差分帶通濾波器，其特征在于，包括兩個互相 耦合的交叉形諧振器，每一個交叉形諧振器由七條微帶線組合而成； 其中，第一諧振器包括第一微帶線（1)、第二微帶線（2)、第三微帶線（3)、第四微帶線 (4)、第五微帶線（5)、第六微帶線（6)、第七微帶線（7)、第一輸出端口（P1)以及第二輸出端 口（P1'），第一微帶線（1)、第三微帶線（3)、、第五微帶線（5)、以及第七微帶線（7)為堅(jiān)直 設(shè)置，第二微帶線（2)、第四微帶線（4)、以及第六微帶線（6)為水平設(shè)置，第四微帶線（4) 位于交叉形諧振器的橫向中心位置，同時連接第三微帶線（3)和第五微帶線（5);第一微帶 線（1)位于最上方，且與第七微帶線（7)關(guān)于第四微帶線（4)上下對稱，第二微帶線位于第 一微帶線（1)的左下側(cè)且與第一微帶線（1)垂直連接，第六微帶線（6)位于第七微帶線（7) 的左上方且與第七微帶線（7)垂直連接，第二微帶線與第六微帶線（6)關(guān)于第四微帶線（4) 上下對稱，第三微帶線（3)位于第一微帶線（1)的正下方，且上端與第一微帶線（1)和第二 微帶線（2)分別相連，第三微帶線（3)下端連接第五微帶線（5)的上端，第五微帶線（5)的 下端分別連接第六微帶線（6)和第七微帶線（7)，第二微帶線（2)與第五微帶線（5)相連并 關(guān)于第四微帶線（4)上下對稱，第一輸出端口（P1)通過交指耦合與第二微帶線（2)相連， 第二輸出端口（P1'）通過交指耦合與第六微帶線（6)相連；第二交叉形諧振器包括為第八 微帶線（8)、第九微帶線（9)、第十微帶線（10)、第十一微帶線（11)、第十二微帶線（12)、第 十三微帶線（13)、第十四微帶線（14);第三輸出端口（P2)以及第四輸出端口（P2'）；第二 形交叉形諧振器與第一交叉形諧振器相對于濾波器的縱向中心軸左右對稱且互相耦合；第 三輸出端口（P2)通過交指耦合與第十三微帶線（13)相連，第四輸出端口（P2'）通過交指 耦合與第九微帶線（9)相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于耦合型交叉形諧振器的新型差分帶通濾波器，其特征在 于，第一微帶線線（1)、第七微帶線（7)、第八微帶線（8)、第十四微帶線（14)長度相等、寬度 相同；第二微帶線線（2)、第六微帶線（6)、第九微帶線（9)、第十三微帶線（13)長度相等、 寬度相同；第三微帶線線（3)、第五微帶線（5)、第十微帶線（10)、第十二微帶線（12)長度 相等、寬度相同；第四微帶線（4)與第十一微帶線（11)長度相等、寬度相同。
【文檔編號】H01P1/203GK104409807SQ201410621211
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月6日
【發(fā)明者】王輝, 傅軍, 何加浪, 孔俊俊, 蔣鍇, 程序, 任志宏 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第二十八研究所