一種新型的非對稱C-band雙模帶通濾波器的製作方法

2023-04-24 10:38:01 2

專利名稱：一種新型的非對稱C-band雙模帶通濾波器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種採用新型的樹形分形微擾結構從而產生雙模的五邊形環形濾波
器，屬電子器件技術領域。
背景技術：
微帶雙模諧振單元從設計思想來看可分為片式和環式兩大類。片式結構通常被考 慮為一個上下底面為電壁，邊緣為磁壁的諧振腔。現有報導大體可區分矩形，三角型兩類， 對應不同的諧振模式。通常實現方法是採用沿對角線方向的不等長十字槽或在對角線一端 引入切角實現微擾，以造成正交模式的耦合。《艦船電子工程》2006年04期公開了一種新 型的三角形雙模帶通濾波器的研究，論文作者在傳統的三角形雙模微帶帶通濾波器的基礎 上，提出一種新型的雙模微帶帶通濾波器結構，並對該結構及其濾波性能進行研究和分析。
環式雙模諧振器通常可視作一段首尾相連的傳輸線，這種形式有做成圓環狀或方 環狀。相比於片式諧振單元，其電流路徑更長，通常有更小的面積，但也有導體損耗和輻射 損耗較高，功率容量較小的缺點。如聖約翰學報第24期公開了一種正交微帶環形帶通濾波 器，該論文是以環形帶通濾波器為原型的環形諧振器內一波長傳輸線的正交共振器，並加 上二個殘枝，經由調整兩個殘枝的結構，以達到一個小型的低插入損耗的帶通濾波器。
環形結構中，五邊形環是一種較新的結構。可以實現較緊的耦合，耦合係數取值範 圍較大，耦合形式較為靈活，外部Q值調節也自由度也比較高。因雙模諧振器的雙模諧振效 應，不但可以減少諧振器的數目，同時還可以省去A /4波長傳輸線，從而在很大程度上減 小了濾波器的體積；從頻響特點來看，它具有低插損，選擇性好等特點，這種特性必定有潛 在的應用價值。 樹形分形結構是根據分形理論將樹枝自相似的迭代而成，分形的特性之一就是〃 分數維〃 。這種特性使得分形能夠在很小的體積內充分的利用空間，已被成功的用於天線 和濾波器的小型化設計。

發明內容
本發明的目的是，為了採用一種較為簡單的方法產生雙模諧振器的雙模效應，提 出了一種將樹形分形結構用於常規的五邊形環形濾波器，所得的新型濾波器不僅結構簡單 而且能有效地使簡併模分離，產生雙模，同時使帶內的選擇性更好。 本發明的技術方案是，非正交的輸入輸出饋線(1)和(2)沿著一條直線設置與常 規的五邊形環形濾波器(3)不相鄰的兩條環邊耦合連接，在五邊形環形諧振器內角加載樹 形分形微擾結構；所述的樹形分形微擾結構採用二分枝二次分形結構，從而得到一種新型 的非對稱C-band雙模帶通濾波器。 附圖1為常規的五邊形環形濾波器的布局示意圖，常規的五邊形環形濾波器由未 加載任何微擾的常規五邊形環形濾波器(3)和非正交的輸入饋線(1)、非正交的輸出饋線 (2)所組成，由於簡併模未分離，則無法產生雙模效應。
附圖2所示的微擾結構由二分枝樹形進行二次分形得到，即樹形分形微擾先進行 二分枝一次分形(5)，在此基礎上再進行二次分形，得到二分枝二次分形結構(6)。
當常規五邊形諧振器(3)加載了圖2所示的二分枝二次分形樹形微擾結構(5)和 (6)後能產生雙模效應，結構如圖3所示。樹形分形隨著迭代因子和迭代次數的不同其形狀 也會不同，樹形分形結構有很好的空間填充特性，在不增加電路面積和加工複雜度前提下， 使得設計更為緊湊。 本發明與現有技術相比的有益效果是本發明在不增加電路面積和加工複雜度前 提下，採用該非對稱C-band雙模帶通濾波器可以有效地產生雙模；且本發明設計緊湊，易 於集成，在密集的集成電路中使用方便。
本發明適用於密集集成電路中應用。


圖1為常規的五邊形環形濾波器的布局示意圖；
圖2為二分枝二次分形樹形結構的布局示意圖； 圖3為是採用二分枝二次分形樹形結構的五邊形環形濾波器的布局示意圖；
圖中(l)為非正交的輸入饋線；(2)為非正交的輸出饋線；(3)為常規五邊形環 形濾波器；(4)為輸入輸出饋線與諧振器之間的耦合間隙；(5)為二分枝一次分形樹形結 構；(6)為在(5)基礎上產生的二分枝二次分形樹形結構。
具體實施例方式
本實施例非對稱C-band雙模帶通濾波器如附圖3所示，本實施例中五邊形環形濾 波器(3)的邊長為5. 64mm，是一個全波長諧振器；非正交的輸入、輸出饋線(1) 、 (2)的寬度 為0. 3mm，輸入輸出饋線與諧振器之間的耦合間隙為0. 2mm。 五邊形環形濾波器(3)與非正交的輸入輸出饋線(1)和(2)通過耦合連接；在環 內上側左右內角加載樹形分形微擾，該樹形分形微擾先進行二分枝一次分形(5)，在此基礎 上再進行二次分形，得到二分枝二次分形結構(6);通過調整輸入輸出饋線與諧振器之間 的耦合間隙(4)的大小，可以調節諧振器的耦合係數；由於採用加載了樹形分形微擾結構， 這些微擾成功的實現了基模的轉換和重疊，產生了雙模特性，分別在6GHz和6. 7GHz處產生 了兩個極點，回波損耗也降至-20dB以下，並且改變了兩個傳輸零點的位置。在具體實施 中，通過設計和調節樹形分形結構的迭代因子和迭代次數，使得該濾波特性中的通帶兩側 變得更陡峭，獲得更好的頻率選擇性，使得輸出信號線性特性大為提升。
權利要求
一種新型的非對稱C-band雙模帶通濾波器，其特徵在於，非正交的輸入輸出饋線(1)和(2)沿著一條直線設置與常規的五邊形環形濾波器(3)不相鄰的兩條環邊耦合連接，在五邊形環形諧振器(3)的內角加載樹形分形微擾結構。
2. 根據權利要求l所述的一種新型的非對稱C-band雙模帶通濾波器，其特徵在於，所 述樹形分形微擾先進行二分枝一次分形(5)，在此基礎上再進行二次分形，得到二分枝二次 分形結構(6)。
全文摘要
一種新型的非對稱C-band雙模帶通濾波器，由非正交的輸入輸出饋線(1)和(2)沿著一條直線設置與常規的五邊形環形濾波器(3)不相鄰的兩條環邊耦合連接而成，在五邊形環形諧振器(3)的內角加載樹形分形微擾結構，該樹形分形微擾先進行二分枝一次分形(5)，在此基礎上再進行二次分形，得到二分枝二次分形結構(6)。本發明在不增加電路面積和加工複雜度前提下，採用該非對稱C-band雙模帶通濾波器可以有效地產生雙模；且本發明設計緊湊，易於集成，在密集的集成電路中使用方便。
文檔編號H01P1/20GK101752633SQ201010045820
公開日2010年6月23日 申請日期2010年1月11日 優先權日2010年1月11日
發明者萬晶, 劉海文 申請人:華東交通大學