直接饋電帶寬可調(diào)平面雙模環(huán)形帶通濾波器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微波技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種直接饋電帶寬可調(diào)平面雙模環(huán)形帶通濾波器。
【背景技術(shù)】
[0002]濾波器是一種在微波與射頻應(yīng)用中被大量使用的無源器件，其指標(biāo)的好壞直接影響了整個(gè)系統(tǒng)的性能。
[0003]常見的微波濾波器多采用金屬波導(dǎo)/介質(zhì)波導(dǎo)、同軸線或平面微帶線/帶狀線制作。
[0004]近年來，由于通信系統(tǒng)的小型化微型化需求越發(fā)強(qiáng)烈，作為系統(tǒng)內(nèi)的關(guān)鍵無源器件之一，對濾波器的小型化設(shè)計(jì)需求也越來越高。采用平面工藝的微波濾波器相對波導(dǎo)或同軸線等立體結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)而言，具有結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，造價(jià)低廉以及易于與其它有源/無源電路集成的優(yōu)勢，近年來受到極大的關(guān)注。其中，采用微帶環(huán)形雙模諧振腔的雙模濾波器更是研究的重點(diǎn)對象。
[0005]環(huán)形雙模濾波器的核心是一個(gè)有對稱性加載的環(huán)形諧振器，由于該加載使得環(huán)形諧振器的一對簡并諧振模式發(fā)生互相耦合而產(chǎn)生頻率分離，就可以利用一個(gè)諧振器產(chǎn)生兩個(gè)諧振峰，類似于兩個(gè)級聯(lián)的單模諧振器對的響應(yīng)。因此濾波器實(shí)現(xiàn)所需要的固有諧振器階數(shù)可以減少一半，這樣就達(dá)到了小型化的目的。同時(shí)環(huán)形諧振腔的固有品質(zhì)因數(shù)也較之普通的半波長諧振器為高，這樣在相同的實(shí)現(xiàn)下，雙模濾波器的插入損耗也會(huì)減小。當(dāng)采用容性加載時(shí)，雙模濾波器的傳輸響應(yīng)類似于橢圓函數(shù)響應(yīng)，即會(huì)在通帶的兩端分別產(chǎn)生一個(gè)傳輸零點(diǎn)，極大的提高濾波器的帶外抑制效果。
[0006]現(xiàn)有的雙模濾波器大多采用末端電容耦合來對雙模諧振腔進(jìn)行饋電，由于末端電容的輻射以及邊緣效應(yīng)，這種饋電方式會(huì)帶來耦合損耗即饋電損耗，這樣會(huì)加大濾波器的插入損耗，影響了濾波器的實(shí)際應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對【背景技術(shù)】中所涉及到的缺陷，提供一種直接饋電帶寬可調(diào)平面雙模環(huán)形帶通濾波器，在保持了原有雙模濾波器優(yōu)點(diǎn)的前提下，減少了濾波器的插入損耗，而且?guī)捯部烧{(diào)控。
[0008]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案:
直接饋電帶寬可調(diào)平面雙模環(huán)形帶通濾波器，包含雙面覆銅的介質(zhì)板，所述雙面覆銅的介質(zhì)板的一面金屬制作為環(huán)形雙模濾波器和及其饋電結(jié)構(gòu)，另一面的金屬全部保留作為金屬地；
所述環(huán)形雙模諧振器包含一個(gè)末端開路的微帶線構(gòu)成的容性加載和一個(gè)環(huán)形諧振器；
所述環(huán)形諧振器呈方形，所述容性加載設(shè)置在所述環(huán)形諧振器的一個(gè)角上，且與所述環(huán)形諧振器的兩邊呈45°夾角；
所述饋電結(jié)構(gòu)采用直接連接的微帶線。
[0009]作為本發(fā)明直接饋電帶寬可調(diào)平面雙模環(huán)形帶通濾波器進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述饋電結(jié)構(gòu)包含一對阻抗可變的四分之一波長微帶線、輸入微帶線和輸出微帶線，所述輸入微帶線和輸出微帶線分別通過一個(gè)阻抗可變的四分之一波長微帶線和所述環(huán)形雙模諧振器相連。
[0010]作為本發(fā)明直接饋電帶寬可調(diào)平面雙模環(huán)形帶通濾波器進(jìn)一步的優(yōu)化方案，輸入微帶線和輸出微帶線取特征阻抗50歐姆，環(huán)形諧振器取長度為12. O毫米、線寬I. O毫米，阻抗可變的四分之一波長微帶線的長度取10. O毫米，容性加載取寬度O. 7毫米，介質(zhì)板選擇介電常數(shù)10厚度I. O毫米，容性加載取長度7. O毫米，阻抗可變的四分之一波長微帶線的寬度取O. 3毫米。
[0011]作為本發(fā)明直接饋電帶寬可調(diào)平面雙模環(huán)形帶通濾波器進(jìn)一步的優(yōu)化方案，輸入微帶線和輸出微帶線取特征阻抗50歐姆，環(huán)形諧振器取長度為12. O毫米、線寬I. O毫米，阻抗可變的四分之一波長微帶線的長度取10. O毫米，容性加載取寬度O. 7毫米，介質(zhì)板選擇介電常數(shù)10厚度I. O毫米，容性加載取長度5. 5毫米，阻抗可變的四分之一波長微帶線的寬度取O. 2毫米。
[0012]作為本發(fā)明直接饋電帶寬可調(diào)平面雙模環(huán)形帶通濾波器進(jìn)一步的優(yōu)化方案，輸入微帶線和輸出微帶線取特征阻抗50歐姆，環(huán)形諧振器取長度為12. O毫米、線寬I. O毫米，阻抗可變的四分之一波長微帶線的長度取10. O毫米，容性加載取寬度O. 7毫米，介質(zhì)板選擇介電常數(shù)10厚度I. O毫米，容性加載取長度4. O毫米，阻抗可變的四分之一波長微帶線的寬度取O. I毫米。
[0013]本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：
1.結(jié)構(gòu)簡單、尺寸?。?br> 2.易于制作、損耗小；
3.帶寬可調(diào)。
【附圖說明】
[0014]附圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖2是雙模帶通環(huán)形濾波器的傳輸與反射特性的示意圖。
[0015]圖中，I-輸入/輸出微帶線，2-四分之一波長阻抗變換器，3-環(huán)形諧振器，4-末端開路微帶線加載，5-介質(zhì)板。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明：
本發(fā)明公開了一種直接饋電帶寬可調(diào)平面雙模環(huán)形帶通濾波器，包含雙面覆銅的介質(zhì)板，所述雙面覆銅的介質(zhì)板的一面金屬制作為環(huán)形雙模濾波器和及其饋電結(jié)構(gòu)，另一面的金屬全部保留作為金屬地；
所述環(huán)形雙模諧振器包含一個(gè)末端開路的微帶線構(gòu)成的容性加載以及一個(gè)環(huán)形諧振器； 所述環(huán)形諧振器呈方形，所述容性加載設(shè)置在所述環(huán)形諧振器的一個(gè)角上，且與所述環(huán)形諧振器的兩邊呈45°夾角；
所述饋電結(jié)構(gòu)采用直接連接的微帶線。
[0017]所述饋電結(jié)構(gòu)包含一對阻抗可變的四分之一波長微帶線、輸入微帶線和輸出微帶線，所述輸入微帶線和輸出微帶線分別通過一個(gè)阻抗可變的四分之一波長微帶線和所述環(huán)形雙模諧振器相連。
[0018]實(shí)施例1 :如圖1所示，輸入微帶線和輸出微帶線取特征阻抗50歐姆，環(huán)形諧振器取長度為12. 0毫米、線寬1. 0毫米，阻抗可變的四分之一波長微帶線的長度取10. 0毫米，容性加載取寬度0. 7毫米，介質(zhì)板選擇介電常數(shù)10厚度1. 0毫米。為了實(shí)現(xiàn)帶通濾波器良好的帶內(nèi)匹配，容性加載取長度7. 0毫米，阻抗可變的四分之一波長微帶線的寬度取0. 3毫米。
[0019]實(shí)施例2 :如圖2所示，輸入微帶線和輸出微帶線取特征阻抗50歐姆，環(huán)形諧振器取長度為12. 0毫米、線寬1. 0毫米，阻抗可變的四分之一波長微帶線的長度取10. 0毫米，容性加載取寬度0. 7毫米，介質(zhì)板選擇介電常數(shù)10厚度1. 0毫米。為了實(shí)現(xiàn)帶通濾波器良好的帶內(nèi)匹配，容性加載取長度5. 5毫米，阻抗可變的四分之一波長微帶線的寬度取0. 2毫米。
[0020]實(shí)施例3 :如圖1所示，輸入微帶線和輸出微帶線取特征阻抗50歐姆，環(huán)形諧振器取長度為12. 0毫米、線寬1. 0毫米，阻抗可變的四分之一波長微帶線的長度取10. 0毫米，容性加載取寬度0. 7毫米，介質(zhì)板選擇介電常數(shù)10厚度1. 0毫米。為了實(shí)現(xiàn)帶通濾波器良好的帶內(nèi)匹配，容性加載取長度4.0毫米，阻抗可變的四分之一波長微帶線的寬度取0. 1毫米。
[0021]圖2給出了上述三個(gè)實(shí)施例的濾波器散射參量曲線，由圖可見該采用該新型雙模濾波器設(shè)計(jì)方法，可以顯著的改善濾波器性能。由圖可見，通過采用不同的擾動(dòng)單元大小，以及相應(yīng)的改變阻抗變換器的寬度，可以實(shí)現(xiàn)濾波器帶寬的調(diào)節(jié)；同時(shí)通帶內(nèi)的匹配良好，S21均在-30dB以下，帶內(nèi)插入損耗最小僅為0. 3dB ;而且可以看到雙模濾波器的雙帶外傳輸零點(diǎn)特性均予以保留。實(shí)驗(yàn)表明，這種濾波器設(shè)計(jì)可以顯著提高雙模濾波器的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，同時(shí)結(jié)構(gòu)精簡、方便加工。
[0022]本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語）具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還應(yīng)該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術(shù)語應(yīng)該被理解為具有與現(xiàn)有技術(shù)的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會(huì)用理想化或過于正式的含義來解釋。
[0023]以上所述的【具體實(shí)施方式】，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.直接饋電帶寬可調(diào)平面雙模環(huán)形帶通濾波器，包含雙面覆銅的介質(zhì)板，其特征在于: 所述雙面覆銅的介質(zhì)板的一面金屬制作為環(huán)形雙模濾波器和及其饋電結(jié)構(gòu)，另一面的金屬全部保留作為金屬地； 所述環(huán)形雙模諧振器包含一個(gè)末端開路的微帶線構(gòu)成的容性加載和一個(gè)環(huán)形諧振器； 所述環(huán)形諧振器呈方形，所述容性加載設(shè)置在所述環(huán)形諧振器的一個(gè)角上，且與所述環(huán)形諧振器的兩邊呈45°夾角； 所述饋電結(jié)構(gòu)采用直接連接的微帶線。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直接饋電帶寬可調(diào)平面雙模環(huán)形帶通濾波器，其特征在于，所述饋電結(jié)構(gòu)包含一對阻抗可變的四分之一波長微帶線、輸入微帶線和輸出微帶線，所述輸入微帶線和輸出微帶線分別通過一個(gè)阻抗可變的四分之一波長微帶線和所述環(huán)形雙模諧振器相連。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直接饋電帶寬可調(diào)平面雙模環(huán)形帶通濾波器，其特征在于，輸入微帶線和輸出微帶線取特征阻抗50歐姆，環(huán)形諧振器取長度為12.0毫米、線寬1.0毫米，阻抗可變的四分之一波長微帶線的長度取10.0毫米，容性加載取寬度0.7毫米，介質(zhì)板選擇介電常數(shù)10厚度1.0毫米，容性加載取長度7.0毫米，阻抗可變的四分之一波長微帶線的寬度取0.3毫米。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直接饋電帶寬可調(diào)平面雙模環(huán)形帶通濾波器，其特征在于，輸入微帶線和輸出微帶線取特征阻抗50歐姆，環(huán)形諧振器取長度為12.0毫米、線寬1.0毫米，阻抗可變的四分之一波長微帶線的長度取10.0毫米，容性加載取寬度0.7毫米，介質(zhì)板選擇介電常數(shù)10厚度1.0毫米，容性加載取長度5.5毫米，阻抗可變的四分之一波長微帶線的寬度取0.2毫米。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直接饋電帶寬可調(diào)平面雙模環(huán)形帶通濾波器，其特征在于，輸入微帶線和輸出微帶線取特征阻抗50歐姆，環(huán)形諧振器取長度為12.0毫米、線寬1.0毫米，阻抗可變的四分之一波長微帶線的長度取10.0毫米，容性加載取寬度0.7毫米，介質(zhì)板選擇介電常數(shù)10厚度1.0毫米，容性加載取長度4.0毫米，阻抗可變的四分之一波長微帶線的寬度取0.1毫米。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種直接饋電帶寬可調(diào)平面雙模環(huán)形帶通濾波器，包含雙面覆銅的介質(zhì)板,其一面金屬制作為環(huán)形雙模濾波器及其饋電結(jié)構(gòu)，另一面的金屬全部保留作為金屬地；環(huán)形雙模諧振器包含一個(gè)末端開路的微帶線構(gòu)成的容性加載和一個(gè)環(huán)形諧振器；環(huán)形諧振器呈方形，容性加載設(shè)置在所述環(huán)形諧振器的一個(gè)角上，且與環(huán)形諧振器的兩邊呈45°夾角；饋電結(jié)構(gòu)包含一對阻抗可變的四分之一波長微帶線，以形成阻抗變換器以便與輸入輸出端口相匹配。本發(fā)明在保持了原有雙模濾波器優(yōu)點(diǎn)的前提下，減少了濾波器的插入損耗，而且?guī)捯部烧{(diào)控,可廣泛應(yīng)用于射頻微波無源電路設(shè)計(jì)中。
【IPC分類】H01P1/203
【公開號】CN105322254
【申請?zhí)枴緾N201510801618
【發(fā)明人】陳董, 黃曉東, 程崇虎
【申請人】南京郵電大學(xué)
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2015年11月19日