直接饋電帶寬可調平面雙模環形帶通濾波器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及微波技術領域，尤其涉及一種直接饋電帶寬可調平面雙模環形帶通濾波器。
【背景技術】
[0002]濾波器是一種在微波與射頻應用中被大量使用的無源器件，其指標的好壞直接影響了整個系統的性能。
[0003]常見的微波濾波器多采用金屬波導/介質波導、同軸線或平面微帶線/帶狀線制作。
[0004]近年來，由于通信系統的小型化微型化需求越發強烈，作為系統內的關鍵無源器件之一，對濾波器的小型化設計需求也越來越高。采用平面工藝的微波濾波器相對波導或同軸線等立體結構實現而言，具有結構簡單，加工方便，造價低廉以及易于與其它有源/無源電路集成的優勢，近年來受到極大的關注。其中，采用微帶環形雙模諧振腔的雙模濾波器更是研究的重點對象。
[0005]環形雙模濾波器的核心是一個有對稱性加載的環形諧振器，由于該加載使得環形諧振器的一對簡并諧振模式發生互相耦合而產生頻率分離，就可以利用一個諧振器產生兩個諧振峰，類似于兩個級聯的單模諧振器對的響應。因此濾波器實現所需要的固有諧振器階數可以減少一半，這樣就達到了小型化的目的。同時環形諧振腔的固有品質因數也較之普通的半波長諧振器為高，這樣在相同的實現下，雙模濾波器的插入損耗也會減小。當采用容性加載時，雙模濾波器的傳輸響應類似于橢圓函數響應，即會在通帶的兩端分別產生一個傳輸零點，極大的提高濾波器的帶外抑制效果。
[0006]現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行饋電，由于末端電容的輻射以及邊緣效應，這種饋電方式會帶來耦合損耗即饋電損耗，這樣會加大濾波器的插入損耗，影響了濾波器的實際應用。

【發明內容】

[0007]本發明所要解決的技術問題是針對【背景技術】中所涉及到的缺陷，提供一種直接饋電帶寬可調平面雙模環形帶通濾波器，在保持了原有雙模濾波器優點的前提下，減少了濾波器的插入損耗，而且帶寬也可調控。
[0008]本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案:
直接饋電帶寬可調平面雙模環形帶通濾波器，包含雙面覆銅的介質板，所述雙面覆銅的介質板的一面金屬制作為環形雙模濾波器和及其饋電結構，另一面的金屬全部保留作為金屬地；
所述環形雙模諧振器包含一個末端開路的微帶線構成的容性加載和一個環形諧振器；
所述環形諧振器呈方形，所述容性加載設置在所述環形諧振器的一個角上，且與所述環形諧振器的兩邊呈45°夾角；
所述饋電結構采用直接連接的微帶線。
[0009]作為本發明直接饋電帶寬可調平面雙模環形帶通濾波器進一步的優化方案，所述饋電結構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阻抗可變的四分之一波長微帶線和所述環形雙模諧振器相連。
[0010]作為本發明直接饋電帶寬可調平面雙模環形帶通濾波器進一步的優化方案，輸入微帶線和輸出微帶線取特征阻抗50歐姆，環形諧振器取長度為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，介質板選擇介電常數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]作為本發明直接饋電帶寬可調平面雙模環形帶通濾波器進一步的優化方案，輸入微帶線和輸出微帶線取特征阻抗50歐姆，環形諧振器取長度為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，介質板選擇介電常數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]作為本發明直接饋電帶寬可調平面雙模環形帶通濾波器進一步的優化方案，輸入微帶線和輸出微帶線取特征阻抗50歐姆，環形諧振器取長度為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，介質板選擇介電常數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]本發明采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果：
1.結構簡單、尺寸?。?br> 2.易于制作、損耗?。?br> 3.帶寬可調。
【附圖說明】
[0014]附圖I是本發明的結構示意圖；
附圖2是雙模帶通環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-環形諧振器，4-末端開路微帶線加載，5-介質板。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖對本發明的技術方案做進一步的詳細說明：
本發明公開了一種直接饋電帶寬可調平面雙模環形帶通濾波器，包含雙面覆銅的介質板，所述雙面覆銅的介質板的一面金屬制作為環形雙模濾波器和及其饋電結構，另一面的金屬全部保留作為金屬地；
所述環形雙模諧振器包含一個末端開路的微帶線構成的容性加載以及一個環形諧振器； 所述環形諧振器呈方形，所述容性加載設置在所述環形諧振器的一個角上，且與所述環形諧振器的兩邊呈45°夾角；
所述饋電結構采用直接連接的微帶線。
[0017]所述饋電結構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阻抗可變的四分之一波長微帶線和所述環形雙模諧振器相連。
[0018]實施例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，介質板選擇介電常數10厚度1. 0毫米。為了實現帶通濾波器良好的帶內匹配，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，介質板選擇介電常數10厚度1. 0毫米。為了實現帶通濾波器良好的帶內匹配，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，介質板選擇介電常數10厚度1. 0毫米。為了實現帶通濾波器良好的帶內匹配，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給出了上述三個實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計方法，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單元大小，以及相應的改變阻抗變換器的寬度，可以實現濾波器帶寬的調節；同時通帶內的匹配良好，S21均在-30dB以下，帶內插入損耗最小僅為0. 3dB ;而且可以看到雙模濾波器的雙帶外傳輸零點特性均予以保留。實驗表明，這種濾波器設計可以顯著提高雙模濾波器的實際應用價值，同時結構精簡、方便加工。
[0022]本技術領域技術人員可以理解的是，除非另外定義，這里使用的所有術語(包括技術術語和科學術語）具有與本發明所屬領域中的普通技術人員的一般理解相同的意義。還應該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術語應該被理解為具有與現有技術的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會用理想化或過于正式的含義來解釋。
[0023]以上所述的【具體實施方式】，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的【具體實施方式】而已，并不用于限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.直接饋電帶寬可調平面雙模環形帶通濾波器，包含雙面覆銅的介質板，其特征在于: 所述雙面覆銅的介質板的一面金屬制作為環形雙模濾波器和及其饋電結構，另一面的金屬全部保留作為金屬地； 所述環形雙模諧振器包含一個末端開路的微帶線構成的容性加載和一個環形諧振器； 所述環形諧振器呈方形，所述容性加載設置在所述環形諧振器的一個角上，且與所述環形諧振器的兩邊呈45°夾角； 所述饋電結構采用直接連接的微帶線。2.根據權利要求1所述的直接饋電帶寬可調平面雙模環形帶通濾波器，其特征在于，所述饋電結構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阻抗可變的四分之一波長微帶線和所述環形雙模諧振器相連。3.根據權利要求2所述的直接饋電帶寬可調平面雙模環形帶通濾波器，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，介質板選擇介電常數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.根據權利要求2所述的直接饋電帶寬可調平面雙模環形帶通濾波器，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，介質板選擇介電常數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.根據權利要求2所述的直接饋電帶寬可調平面雙模環形帶通濾波器，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，介質板選擇介電常數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】本發明公開了一種直接饋電帶寬可調平面雙模環形帶通濾波器，包含雙面覆銅的介質板,其一面金屬制作為環形雙模濾波器及其饋電結構，另一面的金屬全部保留作為金屬地；環形雙模諧振器包含一個末端開路的微帶線構成的容性加載和一個環形諧振器；環形諧振器呈方形，容性加載設置在所述環形諧振器的一個角上，且與環形諧振器的兩邊呈45°夾角；饋電結構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。本發明在保持了原有雙模濾波器優點的前提下，減少了濾波器的插入損耗，而且帶寬也可調控,可廣泛應用于射頻微波無源電路設計中。
【IPC分類】H01P1/203
【公開號】CN105322254
【申請號】CN201510801618
【發明人】陳董, 黃曉東, 程崇虎
【申請人】南京郵電大學
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2015年11月19日