專利名稱：波導(dǎo)濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及小型波導(dǎo)濾波器，尤其是，這種類型的濾波器將被用于微波發(fā)射系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在Ka波段中的衛(wèi)星廣播的情況下，發(fā)射系統(tǒng)必須遵守ETSI EN301459建議。附圖1中示出了室外發(fā)射單元的例子。
室外發(fā)射系統(tǒng)在中頻帶接收從遠(yuǎn)處室內(nèi)單元來的信號(hào)。第一放大器1放大信號(hào)并將其傳送到混頻器2。振蕩器3配合混頻器2將所放大的信號(hào)轉(zhuǎn)置為發(fā)射頻帶。第二放大器4放大從混頻器2來的信號(hào)并將所放大的信號(hào)傳送到帶通濾波器5。帶通濾波器5選擇發(fā)射頻帶和用高衰減濾去其它頻率。第三放大器6放大經(jīng)過濾波的信號(hào)并將其傳送到天線。天線(未示出)，例如是一種喇叭型波導(dǎo)天線，其面對(duì)拋物線反射器而放置。
室外單元采用的技術(shù)能夠在非常高的頻率例如大約在30GHz下工作。特別地，眾所周知的技術(shù)是微帶技術(shù)。然而，在微帶技術(shù)下生產(chǎn)帶通濾波器5就帶來了一些問題，即在該技術(shù)下的濾波器的品質(zhì)因數(shù)Q不是很高。一種具有非常高的品質(zhì)因數(shù)Q的波導(dǎo)濾波器可以被使用，但是通常這使得在電路尺寸方面很大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種小型波導(dǎo)濾波器，并且其能夠容易地適合于微帶電路。按照本發(fā)明，在襯底的每一側(cè)都分布有空腔，這樣就具有能夠大大減少其尺寸的效果。
本發(fā)明是波導(dǎo)濾波器，包括至少三個(gè)相互耦合的諧振腔，濾波器被耦合到放置于襯底上的微帶電路上。至少一個(gè)空腔位于襯底的一側(cè)，而至少另一個(gè)空腔位于襯底的另一側(cè)。
優(yōu)選的，空腔的位于相對(duì)于襯底的側(cè)面是通過由襯底支撐的接地平面而電閉合的。位于襯底任一側(cè)面的至少兩個(gè)空腔的耦合是通過接地平面或由分隔所述空腔的接地平面而進(jìn)行的。襯底被分割成槽，并且槽的邊緣是被金屬化的。在微帶電路和濾波器的其中一個(gè)空腔入口間的耦合是通過所述空腔的接地平面的槽而進(jìn)行的，所述的槽位于開路的微帶線之下。
按照一個(gè)特別的實(shí)施例，濾波器包括位于襯底第一面的第一空腔，襯底被貫穿第一耦合槽的接地平面所覆蓋，第一微帶線路位于在耦合槽上的襯底的第二面上，以使得耦合所述的濾波器到微帶電路上；位于襯底第一面的第二空腔通過第一橫向槽而被耦合到第一空腔；位于襯底第二面的第三空腔通過貫穿襯底的第二耦合槽而被耦合到第二空腔；位于襯底第二面的第四空腔通過第二橫向槽而被耦合到第三空腔；位于襯底第一面的第五空腔通過貫穿襯底的第三耦合槽而被耦合到第四空腔；位于第一面的第六空腔通過第三橫向槽而被耦合到第五空腔，襯底被一個(gè)由第四耦合槽貫穿的接地平面所覆蓋，第二微帶線路位于在第四耦合槽之上的襯底的第二面上，以將所述的濾波器耦合到微波傳輸電路上。
本發(fā)明也是將信號(hào)從中頻帶轉(zhuǎn)置為發(fā)射頻帶的室外發(fā)射單元，所述單元包括使用微帶技術(shù)將電路制作在襯底上，所述的電路包括如前所定義的放大裝置，轉(zhuǎn)換裝置和濾波裝置。


在閱讀了以下的說明之后，本發(fā)明將更加清楚地被理解，其特征和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯，所給出的說明將參照以下的附圖圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)的室外發(fā)射單元；圖2示出了本發(fā)明的濾波器的分解透視圖；圖3示出了如圖2中所示的濾波器的頂視圖；圖4示出了如圖3中所示的相同的濾波器的部件線路的剖面視圖。
具體實(shí)施例方式
由于已經(jīng)說明過，將不再對(duì)附圖1進(jìn)行詳細(xì)描述。然而，在其余的說明中將涉及附圖的組成部分，本發(fā)明替換了帶通濾波器5。
附圖2到4示出了在微帶技術(shù)下本發(fā)明所制作的濾波器5。附圖2到4分別地相對(duì)應(yīng)于分解透視圖、頂視圖和圖3中所示出的沿A-A線的截面視圖。在這三個(gè)附圖中，相同的參照標(biāo)記對(duì)應(yīng)于相同的組成部分。下面的說明將參照從不同角度示出的濾波器組成部分的附圖2到4。
襯底10支撐著相對(duì)應(yīng)于附圖1中示出的室外單元的電路的其余部分的微帶電路(未示出)。襯底10的上表面具有例如電連接到放大器4的輸出端的第一微帶線11。襯底的下表面幾乎被接地平面12所完全覆蓋。第二微帶線13放置在襯底的上表面，第二微帶線具有例如電連接到放大器6的輸入端。第一和第二微帶線11和13分別構(gòu)成了本發(fā)明的濾波器的輸入端和輸出端。
在所述例子中所描述的，濾波器5是由第一到第六諧振腔14至19所組成的波導(dǎo)。第一、第二、第五和第六諧振腔14、15、18和19被機(jī)械加工在金屬基座20中?；?0被電連接到接地平面12上。接地平面12更進(jìn)一步地用于電封閉基座20上的所述的空腔14、15、18和19。金屬基座20可以延伸到襯底10的整個(gè)表面從而使得所述的襯底10不易彎曲和確保接地平面12具有更好的傳導(dǎo)性。第三和第四空腔被機(jī)械加工在金屬罩21中。金屬罩21被設(shè)置在襯底10上，位于延伸到罩21的整個(gè)表面的接地平面22上面。接地平面22更進(jìn)一步地用于電閉合罩21的空腔16和17。例如，罩21被螺絲(未示出)固定在基座20上，因此更進(jìn)一步地提供了罩21、基座20與接地平面12和22之間的良好的電傳導(dǎo)。
第一微帶線11通過由制造在接地平面12上的第一印刷槽30而被耦合到第一空腔14。第二空腔15通過被機(jī)械制作在基座20上的第一橫向槽31而耦合到第一空腔14。第三空腔16通過第一金屬槽32被耦合到第二空腔15。第四空腔17通過被機(jī)械制作在罩21上的第二橫向槽33而耦合到第三空腔16。第五空腔18通過第二金屬化的槽34而被耦合到第四空腔17。第六空腔19通過被機(jī)械制作在基座20上的第三橫向槽35而耦合到第五空腔18。第二微帶線13通過制造在接地平面12上的第二印刷槽36而耦合到第六空腔19。
第一和第二印刷槽30和36被制作于組成接地平面12的金屬層上。第一和第二金屬槽32和34是在襯底10上沖壓而成的槽，槽的邊緣被金屬化以為了確保在接地平面12和22之間的良好的電連續(xù)性和為了防止在所述的接地平面12和22之間的信號(hào)的寄生傳播進(jìn)入襯底10。
諧振腔14至19和槽30至36的尺寸依照能夠獲得的帶通濾波器。按照本發(fā)明的濾波器的響應(yīng)幾乎同常規(guī)的波導(dǎo)濾波器相同。然而，濾波器的尺寸由于空腔被分布于襯底10的上面和下面而減少了長(zhǎng)度。
本發(fā)明還可以有許多可選的模式。例子中描述了一種有六個(gè)空腔的濾波器。也可以是有三個(gè)空腔的濾波器，例如通過消除橫向槽31、33和35。然而，當(dāng)空腔的數(shù)量減少時(shí)，其在襯底10的任一側(cè)都設(shè)置空腔的優(yōu)點(diǎn)就會(huì)減少，由于濾波器的尺寸很小而提出了一些集成的問題。
同樣地，在濾波器中具有大大的空腔也是可能的，在對(duì)襯底兩個(gè)面使用的條件下，也可以使用位于相互垂直面的橫向槽。然后波導(dǎo)濾波器就能沿著兩個(gè)不同的方向折疊自身。
所示出的空腔是矩形的空腔，但是其也可以是具有不同形狀的空腔的濾波器，例如圓柱形或半球面形。只是相對(duì)應(yīng)于接地平面的空腔的那一側(cè)面需要是平面的。
所指示出的罩22和基座21是由金屬制作的。也可以使用任何材料來制作這些組成部件，以使得其是導(dǎo)電的或被一導(dǎo)電層覆蓋，從而確?？涨浑妭鲗?dǎo)性能。
如上面所描述的，所示出的是作為室外發(fā)射單元一部分的濾波器。濾波器特別適合這種類型的設(shè)備。然而，這種類型的濾波器也可以被應(yīng)用到其它微波電路中。
權(quán)利要求
1.一種波導(dǎo)濾波器，包括至少三個(gè)相互耦合的諧振腔(14至19)，濾波器被耦合到位于襯底(10)上的微帶電路上，其特征在于至少一個(gè)空腔(14、15、18、19)位于襯底(10)的一面而至少另一個(gè)空腔(16、17)位于襯底(10)的另一個(gè)面上。
2.按照權(quán)利要求1所述的濾波器，其特征在于位于相對(duì)于襯底(10)的空腔(14至19)的面是通過由襯底(10)所支撐的接地平面(12、22)所電閉合的。
3.按照權(quán)利要求2所述的濾波器，其特征在于在位于襯底每一面的至少兩個(gè)空腔之間的耦合是通過接地平面上的槽(32、34)或由分隔所述空腔的平面(12、22)形成的。
4.按照權(quán)利要求3所述的濾波器，其特征在于襯底(10)被槽(32、34)所切割，以及槽的邊緣是被金屬化的。
5.按照權(quán)利要求2所述的濾波器，其特征在于在微帶電路和濾波器的其中一個(gè)空腔入口之間的耦合是通過所述空腔的接地平面(12)上的槽(30、36)而進(jìn)行的，所述的槽位于開路的微帶線(11，13)之下。
6.按照權(quán)利要求1所述的濾波器，其特征在于還包括第一空腔(14)，位于襯底(10)的第一面上，襯底被由第一耦合槽(30)貫穿的接地平面(12)所覆蓋，第一微帶線(11)位于在耦合槽(30)上面的襯底(10)的第二面上，以使所述的濾波器耦合到微帶電路上；第二空腔(15)，位于襯底(10)的第一面上，并且通過第一側(cè)面的槽(31)耦合到第一空腔(14)；第三空腔(16)，位于襯底(10)的第二面上，并且通過經(jīng)過襯底(10)的第二耦合槽(32)耦合到第二空腔(15)；第四空腔(17)，位于襯底(10)的第二面上，并且通過第二側(cè)面的槽(33)耦合到第三空腔(16)；第五空腔(18)，位于襯底(10)的第二面上，并且通過經(jīng)過襯底(10)的第三耦合槽(34)耦合到第四空腔(17)；和第六空腔(19)，位于第一面上并且通過第三側(cè)面的槽(35)耦合到第五空腔(18)，襯底(10)被由第四耦合槽(36)過貫穿的接地平面(12)所覆蓋，第二微帶線(13)位于第四耦合槽(36)上面的襯底(10)的第二面上，以使得所述的濾波器耦合到所述的微帶電路上。
7.按照權(quán)利要求6所述的濾波器，其特征在于襯底(10)由接地平面(12、22)覆蓋在襯底(10)的整個(gè)表面上，與除耦合槽(30、32、34、36)之外的空腔(14至19)所接觸。
8.一種將信號(hào)從中頻帶轉(zhuǎn)置為發(fā)射頻帶的室外發(fā)射單元，所述的單元包括用微帶技術(shù)將電路制作在襯底(10)上，所述的電路包括放大裝置(4，6)、轉(zhuǎn)換裝置(2，3)和濾波裝置(5)，其特征在于濾波器裝置包括權(quán)利要求1至7中的至少一個(gè)濾波器。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種能夠容易地適合微帶電路的特別的小型波導(dǎo)型濾波器。波導(dǎo)濾波器包括至少三個(gè)相互耦合的諧振腔14至19。濾波器被耦合到放置于襯底10上的微帶電路上。至少一個(gè)空腔14、15、18和19位于襯底10的一側(cè)而至少其它另一個(gè)空腔16、17位于襯底10的另一側(cè)。分布于襯底10每一側(cè)的空腔具有大大減少濾波器尺寸的效果。本發(fā)明也涉及包括所述濾波器的室外發(fā)射單元。
文檔編號(hào)H01P1/203GK1534824SQ20041003009
公開日2004年10月6日 申請(qǐng)日期2004年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月3日
發(fā)明者多米尼克·洛海因東, 沙利納·古根, 弗朗索瓦·巴龍, 古根, 多米尼克 洛海因東, 瓦 巴龍 申請(qǐng)人:湯姆森許可貿(mào)易公司