基于耦合型環(huán)形諧振器的小型化差分帶通濾波器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明中一種基于耦合型環(huán)形諧振器的小型化差分帶通濾波器，包括兩個中心對稱的互耦合的環(huán)形諧振器，每一個環(huán)形諧振器包括四條微帶線組合；其中第一環(huán)形諧振器包括第一微帶線、第二微帶線、第三微帶線以及第四微帶線構(gòu)成的矩形環(huán)以及第一輸出端口和第二輸出端口，第一微帶線位于矩形環(huán)的最上方，且與第三微帶線上下對稱，第二微帶線與第四微帶線分別位于第一微帶線的左右兩邊，且均與第一微帶線和第三微帶線相連，第一輸出端口與第一微帶線相連，第二輸出端口與第三微帶線相連。本發(fā)明具有較小的差模通帶插入損耗，較大的回波損耗，陡峭的邊緣選擇特性，較高的共模抑制特性。
【專利說明】基于耦合型環(huán)形諧振器的小型化差分帶通濾波器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明微波毫米波【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種基于耦合型環(huán)形諧振器的小型化差分帶 通濾波器。

【背景技術(shù)】
[0002] 無線通信電子設(shè)備和醫(yī)療器械中的電磁干擾問題逐漸嚴(yán)重，這一問題十分嚴(yán)重， 不應(yīng)該被醫(yī)療組織所忽視。有證據(jù)證明，由電磁干擾引起的檢測數(shù)據(jù)或者圖像的錯誤將使 醫(yī)生做出威脅病人健康甚至生命的診斷結(jié)果。因此，可以對噪聲進(jìn)行抑制、較高的動態(tài)范 圍和較低電磁干擾的平衡電路引起了很多機(jī)構(gòu)的注意。對于差分濾波器的差模激勵，其應(yīng) 該具有優(yōu)異的帶外抑制能力，較高的選擇特性。較低的插入損耗以及在設(shè)計頻帶范圍內(nèi)的 較好的匹配特性。對于共模而言，其應(yīng)該在一個較寬的范圍內(nèi)具有很好的共模噪聲抑制能 力。很多研究學(xué)者做了關(guān)于差分濾波器的深入，以使得這些器件可以滿足差模和共模的要 求。然后，很多之前的研究所獲得的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 合型環(huán)形諧振器的小型化差分帶通濾波器。
[0004] 實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是：一種基于耦合型環(huán)形諧振器的小型化差分帶通濾 波器，包括兩個中心對稱的互耦合的環(huán)形諧振器，每一個環(huán)形諧振器由四條微帶線組合而 成，左邊矩形環(huán)的四條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)。第一微帶線（1)位于矩形環(huán)的最上方，且與第三微帶線（3)上下對稱，第二 微帶線（2)與第四微帶線（4)分別位于第一微帶線（1)的左右兩邊，且均與第一微帶線（1) 和第三微帶線（3)相連。第一輸出端口（Port 1)與第一微帶線（1)相連，第二輸出端口 (Port 1'）與第三微帶線相連。左邊的環(huán)形諧振器與右邊的環(huán)形諧振器關(guān)于對稱線TT'對 稱，右邊環(huán)形諧振器的四條微帶線分別為第五微帶線（5)、第六微帶線（6)、第七微帶線（7) 和第八微帶線（8)。第三輸出端口（Port 2)與第五微帶線（5)相連，第四輸出端口（Port 2'）與第七微帶線（7)相連。兩個環(huán)形諧振器互相耦合，其水平方向?qū)ΨQ線為SS'，垂直方 向?qū)ΨQ線為TT'。
[0005] 組成環(huán)形諧振器的八條微帶線的寬度相等。
[0006] 第二微帶線（2)、第四微帶線（4)、第六微帶線（6)和第八微帶線（8)的尺寸相同 且小于其他四條微帶線。環(huán)形諧振器的周長與濾波器的中心平頻率成反比，頻率越高，周 長越小；環(huán)形諧振器的耦合縫隙與濾波器的帶寬也成反比，設(shè)計的帶寬越大，需要越強(qiáng)的耦 合，即需要更小的耦合縫隙。
[0007] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點是：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，陡峭的邊緣選擇特性，較高的共模抑制特性；2)電路結(jié)構(gòu)簡單，僅需 要兩個耦合的環(huán)形諧振器；3)采用微帶結(jié)構(gòu)，工藝上易于實現(xiàn)；4)采用小型化的設(shè)計方法， 使得整個濾波器的尺寸減小85%以上。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008] 下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】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)點將會變得更加清楚。
[0009] 圖1是本發(fā)明等效結(jié)構(gòu)圖。
[0010] 圖2a為是本發(fā)明偶偶模等效電路，圖2b為是本發(fā)明偶奇模等效電路，圖2c為是 本發(fā)明奇偶模等效電路，圖2d為是本發(fā)明奇奇模等效電路。
[0011] 圖3是本發(fā)明質(zhì)量因數(shù)隨微帶線長度的變化曲線圖。
[0012] 圖4是本發(fā)明單個環(huán)形諧振器的周長與邊長的示意圖。
[0013] 圖5是本發(fā)明面積尺寸隨邊長的變化曲線圖。
[0014] 圖6是本發(fā)明頻率響應(yīng)曲線圖。
[0015] 圖7是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0016] 本發(fā)明公開了一種基于耦合型環(huán)形諧振器的小型化差分帶通濾波器，該差分濾波 器包括兩個互相耦合的微帶環(huán)形諧振器及兩條加載的開路終端微帶線。本發(fā)明均采用微帶 線設(shè)計。本發(fā)明具有重量輕、性能優(yōu)異、體積小、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點，對于各頻段雷達(dá)、通信 設(shè)備及未來高速率無線通信均具有廣闊的應(yīng)用前景，特別是對重量、性能、體積等有苛刻要 求的響應(yīng)系統(tǒng)中。
[0017] 結(jié)合圖7,本發(fā)明基于耦合型環(huán)形諧振器的小型化差分帶通濾波器，包括兩個互相 耦合的環(huán)形諧振器，每一個環(huán)形諧振器由四條微帶線組合而成，左邊矩形環(huán)的四條微帶線 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。第一微帶線1位于矩形環(huán) 的最上方，且與第三微帶線3上下對稱，第二微帶線2與第四微帶線4分別位于第一微帶線 1的左右兩邊，且均與第一微帶線1和第三微帶線3相連。第一輸出端口 Port 1與第一微 帶線1相連，第二輸出端口 Port 1'與第三微帶線相連。左邊的環(huán)形諧振器與右邊的環(huán)形 諧振器關(guān)于對稱線TT'對稱，右邊環(huán)形諧振器的四條微帶線分別為第五微帶線5、第六微帶 線6、第七微帶線7和第八微帶線8。第三輸出端口 Port 2與第五微帶線5相連，第四輸出 端口 Port 2'與第七微帶線7相連。兩個環(huán)形諧振器互相耦合，其水平方向?qū)ΨQ線為SS'， 垂直方向?qū)ΨQ線為TT'。
[0018] 所述微帶線寬度、環(huán)形諧振器周長以及耦合間距的大小可調(diào)節(jié)，其調(diào)節(jié)值是根據(jù) 不同頻率、不同介質(zhì)板的具體參數(shù)確定的。
[0019] 本發(fā)明提供一種具有很高的頻率選擇特性、陡峭的邊緣、較好的通帶匹配、很高的 共模抑制能力的基于耦合型環(huán)形諧振器的新型差分濾波器及可以將其體積減小85%的小 型化設(shè)計方法。該濾波器性能優(yōu)、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、設(shè)計簡單、加工成本低。
[0020] 本發(fā)明基于耦合型環(huán)形諧振器的小型化差分帶通濾波器，其工作原理簡述如下：
[0021] 圖1給出了本發(fā)明基于耦合型環(huán)形諧振器的差分濾波器的原理圖，該濾波器由兩 個互相耦合的環(huán)形諧振器組成，通過耦合諧振產(chǎn)生濾波響應(yīng)，圖2a?圖2d中則給出了利用 奇偶模分析方法得到的四個四分之一等效電路，其中z、zTO、z。。分別是環(huán)形諧振器微帶線及 耦合線部分的奇偶模阻抗，ex、eY為微帶線的電長度，r是端口的反射系數(shù)。
[0022] 本發(fā)明基于耦合型環(huán)形諧振器的小型化差分帶通濾波器的差模和共模散射參數(shù) Sddll，Sdd21，Sccn，矛口 Scc2i 可以通過下式計算得到：

【權(quán)利要求】
1. 一種基于耦合型環(huán)形諧振器的小型化差分帶通濾波器，其特征在于，包括兩個中心 對稱的互耦合的環(huán)形諧振器，每一個環(huán)形諧振器包括四條微帶線組合；其中第一環(huán)形諧振 器包括第一微帶線（1)、第二微帶線（2)、第三微帶線（3)以及第四微帶線（4)構(gòu)成的矩形 環(huán)以及第一輸出端口（Port1)和第二輸出端口（Port1'），第一微帶線（1)位于矩形環(huán)的 最上方，且與第三微帶線（3)上下對稱，第二微帶線（2)與第四微帶線（4)分別位于第一微 帶線（1)的左右兩邊，且均與第一微帶線（1)和第三微帶線（3)相連，第一輸出端口（Port 1)與第一微帶線（1)相連，第二輸出端口（Port1'）與第三微帶線相連；第二環(huán)形諧振器 包括第五微帶線（5)、第六微帶線（6)、第七微帶線（7)和第八微帶線（8)構(gòu)成的矩形環(huán)以 及第三輸出端口（Port2)和第四輸出端口（Port2'），第三輸出端口（Port2)與第五微帶 線（5)相連，第四輸出端口（Port2'）與第七微帶線（7)相連，兩個環(huán)形諧振器關(guān)于水平方 向和垂直方向?qū)ΨQ。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于耦合型環(huán)形諧振器的小型化差分帶通濾波器，其特征在 于，組成環(huán)形諧振器的八條微帶線的寬度相等。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于耦合型環(huán)形諧振器的小型化差分帶通濾波器，其特征在 于，第二微帶線（2)、第四微帶線（4)、第六微帶線（6)和第八微帶線（8)的尺寸相同且小于 其他四條微帶線。
【文檔編號】H01P7/08GK104377409SQ201410621614
【公開日】2015年2月25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, 李偉超, 楊柳靜, 楊怡, 蔣飛 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第二十八研究所