一種支節加載結構的微波雙模雙帶通濾波器的製作方法

2023-12-04 18:24:46 1

專利名稱：一種支節加載結構的微波雙模雙帶通濾波器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種支節加載結構的雙模雙帶通濾波器，屬微波濾波器件技術領域，可應用於通信、雷達、遙感等微波電子系統中。
技術背景作為射頻通信前端的關鍵器件，微波濾波器的特性對整個通信系統性能影響非常大。無線通信需要採用體積小，多頻帶，高性能的微波濾波器。為了實現體積小的微波濾波器，可以採用雙模濾波器，階梯阻抗諧振器(SIR)和慢波結構濾波器等。分別設計多個濾波器組合可獲得多頻特性，並且濾波器的通帶帶寬可單獨控制。但在帶寬可控的同時，一方面濾波器的體積增大，另一方面濾波器的整體損耗也增加。為了使濾波器的特性提高的同時又不增加濾波器的體積，一個濾波器產生兩個通帶是一個很好的選擇。通過在U形均勻阻抗諧振器(UIR)上加載不同的支節,形成兩個雙模結構,各自產生一個通帶。適當的支節線 的長度使雙模諧振器產生兩個傳輸極點，兩個諧振器在通帶間各產生一個傳輸零點，從而提高了濾波器的隔離度。該方法在不增加濾波器個數的前提下，實現了雙通帶特性。濾波器的帶寬可單獨調整，體積小，選擇性提高
實用新型內容
本實用新型的目的是，為了採用一種較為簡單的方法來實現高性能的微波濾波器，通過引入支節線加載的雙模諧振器，並採用新的輸入輸出方式，在濾波器的通帶間和通帶外產生多個傳輸零點，來達到帶寬可單獨控制的高性能雙通帶微波濾波器的目的。本發明的技術方案是，所述的支節加載結構的雙模諧振器可在兩個通帶邊緣各產生一個傳輸零點，平行的微帶型輸入/輸出結構可以在通帶的另外兩個邊緣產生兩個傳輸零點。本發明所述的微波濾波器由平行的微帶型輸入/輸出結構和不同的支節線加載U型WR的兩個雙模諧振器構成；其中一個雙模諧振器產生第一個通帶，諧波頻率在兩倍的基頻外，可以在基頻和諧波間再加入一個通帶；另一個雙模諧振器在適當的頻率範圍內產生第二個通帶，從而獲得雙頻帶通濾波器。信號由輸入埠 I輸入，分別傳輸到微帶線2和7上，經過這兩條路徑後由輸出埠 6輸出。上半部分的路徑產生第二個通帶，由微帶線2通過槽3耦合到由均勻支節加載U型UIR構成的雙模諧振器A，後由該諧振器通過槽4，耦合到微帶線5，最後由埠 6輸出。第一個通帶由下半部分的路徑產生，由微帶線7通過槽8耦合到由階梯阻抗支節加載U型UIR構成的雙模諧振器B，後由該諧振器通過槽9，耦合到微帶線10，最後由埠 6輸出。適當的控制輸入埠 I和輸出埠 6連接的微帶線的抽頭位置，會在通帶外產生兩個傳輸零點，使通帶邊緣陡峭，改善了濾波器的阻帶特性。位於上半部分的雙模諧振器A兩模式之間的耦合可以通過改變諧振器的支節的長度來控制，從而控制第二個通帶的帶寬。選取較長的支節線長度可以在通帶的左側產生一個傳輸零點。而下半部分的雙模諧振器B兩模式間的耦合可通過改變階梯阻抗支節的長度和寬度來控制，從而控制第一個通帶的帶寬。選取較短的支節線長度可以在通帶的右側產生一個傳輸零點。槽3，4和槽8，9的寬度可以改變輸入和輸出的外部品質因數，使之達到設計要求。這種新型支節加載的雙模結構的雙通帶濾波器，可以單獨控制兩個通帶的帶寬，與傳統的兩個濾波器組合實現相同的特性相比，濾波器的體積減小達到1/2以上。所述的支節加載的諧振器的雙模特性通過改變支節線的長度的方法獲得。輸入/輸出耦合微帶線與雙模諧振器的兩個邊的間隙可以調整，耦合微帶線的寬度可進一步減小，諧振器可沿耦合微帶線的縱向調整位置，外部耦合變化範圍大。與以往的諧振器不同，支節線的長度可以方便控制帶寬和傳輸零點的位置，從而提高濾波器的帶內外特性。本實用新型與現有技術比較的有益效果是，本實用新型通過採用加載支節結構的雙模諧振器形成雙通帶濾波器，可單獨控制通帶的帶寬和兩個傳輸零點的位置，相對於產 生相同特性的兩個濾波器，體積可以減小1/2 ;同時，取適當的耦合微帶線的長度和寬度，槽3，4和槽8，9的寬度，諧振器A和B沿耦合微帶線的縱向的分布位置，能滿足濾波器所需的外部品質因素，並在濾波器的通帶邊緣產生傳輸零點，使濾波器的通帶和阻帶特性得到改善。本實用新型適用於射頻微波通信、雷達、遙感等領域。

該圖是支節加載結構的微波雙模雙帶通濾波器的結構圖。圖中1、6分別是特性阻抗為50歐姆的輸入輸出埠，2、5、7和10分別是輸入輸出耦合微帶線，3、4、8和9分別是耦合微帶線與諧振器之間的槽，A和B分別是兩個支節加載的雙模諧振器。
具體實施方式
本實用新型具體實施方式
如圖I所示，圖I是一個支節加載結構的微波雙模雙帶通濾波器，它在介質板上製作而成。本實施例的微波雙帶通濾波器，其中一路信號由輸入埠 I輸入，由微帶線2通過槽3耦合到由均勻支節加載U型UIR構成的雙模諧振器A，後由該諧振器通過槽4，耦合到微帶線5，最後由埠 6輸出。另一路信號由微帶線7通過槽8耦合到由階梯阻抗支節加載U型WR構成的雙模諧振器B，後由該諧振器通過槽9，耦合到微帶線10，最後由埠 6輸出。槽3，4，8，9和微帶線2，5，7，10的寬度，可以改變輸入和輸出的外部品質因數，使之達到設計要求。支節加載的雙模諧振器的兩模式之間的耦合可以通過改變支節線的長度來控制，從而控制通帶的帶寬。由於兩個通帶單獨設計，帶寬可分別調整。改變支節線的長度可以控制傳輸零點的位置，取適當的諧振器A和B的支節線的長度，使兩個傳輸零點分別產生在一個通帶的左側和一個通帶右側。相對於兩個濾波器組合實現相同的特性來說，它的體積減小達到1/2以上。調整埠 I和6連接的微帶線的抽頭位置，可控制濾波器另外兩個傳輸零點的位置，使它們處於通帶邊緣。輸入/輸出耦合線平行，它們與兩個諧振器耦合，有利於實現所需要的強耦合和陡峭的沿衰減；同時，輸入和輸出處於水平對稱位置，便於和其它微波電路互連。設計的濾波器中心頻率在2. 4和3. 5GHz處，由於通帶間產生兩個傳輸零點，兩通帶間的阻帶近-15dB。
權利要求1.一種支節加載結構的微波雙模雙帶通濾波器，其特徵在於，所述濾波器由平行的微帶型輸入/輸出結構和兩個不同支節加載的雙模諧振器構成；利用一個諧振器產生一個通帶的方法，使兩個帶寬可單獨控制；第一個通帶的諧振器的諧波在兩倍的基頻外，使得基頻和諧波間可再設計另一個通帶。
2.根據權利要求I所述的一種支節加載結構的微波雙模雙帶通濾波器，其特徵在於，所述的平行的微帶型輸入/輸出結構可以在通帶的另外兩個邊緣產生兩個傳輸零點，支節加載結構的雙模諧振器可在兩個通帶邊緣各產生一個傳輸零點。
專利摘要一種支節加載結構的微波雙模雙帶通濾波器，所述濾波器由平行的微帶型輸入/輸出結構和兩個不同支節加載的雙模諧振器構成(圖1)；利用一個諧振器產生一個通帶的方法，使兩個帶寬可單獨控制；第一個通帶的諧振器的諧波在兩倍的基頻外，使得基頻和諧波間可再設計另一個通帶。本實用新型在不增加設計難度的情況下，採用支節線加載結構的雙模諧振器，使得能夠產生兩個傳輸零點，並可控制在兩個通帶之間，增大了通帶間的隔離；且通過設計埠1和6在耦合微帶線的抽頭位置，在濾波器的通帶的另外兩個邊緣產生了兩個傳輸零點，改善了濾波器的選頻特性。本實用新型適用於射頻微波通信。
文檔編號H01P1/203GK202712391SQ20122014712
公開日2013年1月30日 申請日期2012年4月10日 優先權日2012年4月10日
發明者鍾催林, 溫芳, 張傳林 申請人:北京易泰易聯科技有限公司