一種小型化高選擇性耦合環(huán)型帶通濾波器的設(shè)計(jì)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種小型化高選擇性耦合環(huán)形帶通濾波器的設(shè)計(jì)方法，屬于微波通訊、雷達(dá)等技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]微波濾波器廣泛應(yīng)用于電子、通信等系統(tǒng)中，是其中的關(guān)鍵部件之一。
[0003]微帶濾波器由于其平面化的電路形式，易于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的小型化，并且重量輕、利于集成，被廣泛應(yīng)用于各類微波模塊、系統(tǒng)中。但由于微帶電路Q值的限制，微帶濾波器的矩形系數(shù)難以與腔體濾波器媲美，但通過改進(jìn)設(shè)計(jì)，譬如通過橢圓函數(shù)濾波器設(shè)計(jì)，雙模濾波器設(shè)計(jì)等方法，能夠改善微帶濾波器的濾波選擇性，從而在獲得小型化的同時(shí)，獲得較好的濾波器性能，在某些場合能夠獲得到與腔體濾波器等同的效果，獲得用戶的青睞。
[0004]雙模諧振器是單個(gè)諧振器里含有兩個(gè)簡并諧振模式，經(jīng)過設(shè)計(jì)擾動之后這兩個(gè)諧振頻率可以分開至一定間距，這兩個(gè)諧振頻率同時(shí)也可相互耦合，形成帶通濾波器，相應(yīng)濾波器的通帶帶寬可以通過擾動設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)節(jié)，由于含有兩個(gè)諧振頻率，由雙模諧振器構(gòu)成的濾波器所需要的諧振器數(shù)目比普通單模濾波器所需要的諧振器數(shù)目減半，也即減小尺寸，從而達(dá)到小型化的目的。
[0005]但單個(gè)雙模濾波器的帶外抑制仍然有限，因此人們通常通過簡單的直接級連來提高帶外抑制，簡單級連帶來了兩個(gè)問題，一是尺寸難以壓縮，二是匹配不佳，不易調(diào)節(jié)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提出了一種小型化高選擇耦合環(huán)形帶通濾波器的設(shè)計(jì)方法，其目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述缺陷，通過兩個(gè)環(huán)形雙模濾波器的相互耦合來進(jìn)一步提高帶外抑制。以耦合方式形成的結(jié)構(gòu)，在兩個(gè)環(huán)的互連耦合方向上尺寸也非常壓縮，利于小型化。在兩個(gè)耦合的環(huán)形雙模諧振器之間可以含有一 “T”形或“工”形枝節(jié)，以改善駐波，以及帶外抑制。
[0007]在此基礎(chǔ)上，我們還可以將含有兩個(gè)耦合環(huán)形雙模諧振器的濾波器進(jìn)一步級連，以獲得更好的帶外抑制性能。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案:一種小型化高選擇性耦合環(huán)形濾波器的設(shè)計(jì)方法，其特征在于:采用平面微帶電路形式，采用兩個(gè)耦合的多邊形環(huán)或圓環(huán)形的濾波器結(jié)構(gòu)，包括側(cè)邊耦合，寬邊耦合，兩個(gè)耦合的多邊形環(huán)或圓環(huán)形的濾波器中的雙模諧振器之間可以包含“T”形或“工”形結(jié)構(gòu)，在濾波器的輸入、輸出接口由在兩個(gè)分別耦合至多邊形的微帶線上加抽頭形成，在兩個(gè)環(huán)的互連方向上尺寸非常壓縮，利于小型化。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
1)在兩個(gè)耦合的多邊形或圓形雙模諧振器之間可以含有一“T”形或“工”形枝節(jié)，以改善駐波，以及帶外抑制，具有結(jié)構(gòu)緊湊，易于集成，并擁有良好的濾波器選擇性，良好的駐波與插入損耗，能滿足各類微波組件的要求，可廣泛應(yīng)用于電子通訊、雷達(dá)等系統(tǒng)中； 2)濾波器的輸入、輸出端口，由在兩個(gè)分別耦合至多邊形或圓形雙模諧振器上的微帶線上加抽頭形成。在多邊形或圓形雙模諧振器中，通過加貼片微擾，以階梯阻抗圍成多邊形或圓形等，來調(diào)節(jié)濾波器的帶寬，并進(jìn)一步壓縮諧振環(huán)尺寸，這也是小型化的形式，并且利于集成；
3)通過將兩個(gè)耦合的雙模濾波器，或?qū)蓚€(gè)耦合的雙模濾波器與單個(gè)雙模濾波器，或以其他方式進(jìn)一步級連，形成含有多個(gè)雙模諧振器的濾波器，獲得選擇性更佳的濾波器；
4)與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過采用耦合結(jié)構(gòu)的雙模濾波器，可以在嚴(yán)格壓縮濾波器尺寸，實(shí)現(xiàn)小型化(的)的同時(shí)，能獲得很好的帶外抑制性能，同時(shí)具有良好的駐波與插入損耗。進(jìn)一步將兩個(gè)耦合的環(huán)形結(jié)構(gòu)雙模濾波器進(jìn)行級連或與單個(gè)雙模諧振器濾波器級連，可以獲得更好的濾波選擇性。該電路利于平面集成，能滿足各類微波、毫米波部件的要求。
【附圖說明】
[0010]圖1是單個(gè)方環(huán)形雙模濾波器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2是單個(gè)方環(huán)形雙模諧振器，含貼片及階梯阻抗的示意圖。
[0012]圖3是輸入、輸出接口部分，耦合微帶線加抽頭的示意圖。
[0013]圖4是兩個(gè)耦合的方環(huán)形雙模濾波器形成的高選擇性濾波器的示意圖。
[0014]圖5是將兩個(gè)耦合的方環(huán)形雙模結(jié)構(gòu)濾波器進(jìn)一步級連后的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖6是將兩個(gè)耦合的方環(huán)形雙模結(jié)構(gòu)濾波器進(jìn)一步級連后的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖7是將兩個(gè)耦合的方環(huán)形雙模結(jié)構(gòu)濾波器與一個(gè)單方形環(huán)雙模濾波器進(jìn)一步級連后的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中的I是方環(huán)形雙模環(huán)形諧振器，2是輸入(出)端口，3是輸出(入)端口，4是貼片，5是耦合至方環(huán)形的微帶線，6是該微帶線上的抽頭，7是A兩個(gè)耦合的方環(huán)形雙模結(jié)構(gòu)濾波器，8是B兩個(gè)耦合的方環(huán)形雙模結(jié)構(gòu)濾波器，9是C兩個(gè)耦合的方環(huán)形雙模結(jié)構(gòu)濾波器，10是D兩個(gè)耦合的方環(huán)形雙模結(jié)構(gòu)濾波器，11是E兩個(gè)耦合的方環(huán)形雙模結(jié)構(gòu)濾波器，12是F單個(gè)耦合的方環(huán)形雙模結(jié)構(gòu)濾波器，13是G兩個(gè)耦合的方環(huán)形雙模結(jié)構(gòu)濾波器，Zl是A段微帶線的特性阻抗，Z2是B段微帶線的特性阻抗。
【具體實(shí)施方式】
[0018]—種小型化高選擇性耦合環(huán)形濾波器的設(shè)計(jì)方法:采用平面微帶電路形式，采用兩個(gè)耦合的多邊形環(huán)或圓環(huán)形的濾波器結(jié)構(gòu)，包括側(cè)邊耦合，寬邊耦合，兩個(gè)耦合的多邊形環(huán)或圓環(huán)形的雙模諧振器之間可以包含“T”形或“工”形結(jié)構(gòu)，在濾波器的輸入輸出接口由在兩個(gè)分別耦合至多邊形的微帶線上加抽頭形成。
[0019]所述的多邊形環(huán)結(jié)構(gòu)為基本單元，兩個(gè)多邊形環(huán)單元以耦合方式形成高選擇性濾波器，將該型濾波器進(jìn)一步級連形成選擇性更佳的濾波器。
[0020]所述的多邊形環(huán)上加貼片，并以階梯阻抗線圍成，可調(diào)節(jié)濾波器的通帶帶寬，并進(jìn)一步壓縮諧振環(huán)尺寸。
[0021]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明的技術(shù)方案:
對照圖1，單個(gè)方環(huán)形雙模濾波器，其結(jié)構(gòu)是雙模方環(huán)形諧振器I上設(shè)輸(出)端口 1，輸出(入)端口 3。
[0022]對照圖2，單個(gè)方環(huán)形雙模諧振器，含貼片及階梯阻抗結(jié)構(gòu)是A段微帶線的特性阻抗Zl、B段微帶線的特性阻抗Z2上加貼片4。
[0023]對照圖3，輸入、輸出接口部分，耦合微帶線5上加抽頭6。
[0024]對照圖4，兩個(gè)耦合的方環(huán)形雙模濾波器形成的高選擇性濾波器，其結(jié)構(gòu)是方環(huán)形雙模環(huán)形諧振器1上的設(shè)輸入(出)端口 2，另一個(gè)方環(huán)形雙模環(huán)形諧振器1設(shè)輸出(入)端口 3，耦合至方環(huán)形的微帶線5在兩個(gè)方環(huán)形雙模環(huán)形諧振器間。
[0025]對照圖5，A兩個(gè)耦合的方環(huán)形雙模結(jié)構(gòu)濾波器7和B兩個(gè)耦合的方環(huán)形雙模結(jié)構(gòu)濾波器8相級連。
[0026]對照圖6，C兩個(gè)耦合的方環(huán)形雙模結(jié)構(gòu)濾波器9和D兩個(gè)耦合的方環(huán)形雙模結(jié)構(gòu)濾波器10進(jìn)一步相級連。
[0027]對照圖7，將兩個(gè)耦合的方環(huán)形雙模結(jié)構(gòu)濾波器與一個(gè)單環(huán)雙模濾波器進(jìn)一步級連，E兩個(gè)耦合的方環(huán)形雙模結(jié)構(gòu)濾波器11、F兩個(gè)耦合的方環(huán)形雙模結(jié)構(gòu)濾波器12間是G單環(huán)雙模濾波器13。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種小型化高選擇性耦合環(huán)形濾波器的設(shè)計(jì)方法，其特征在于:采用平面微帶電路形式，采用兩個(gè)耦合的多邊形環(huán)或圓環(huán)形的濾波器結(jié)構(gòu)，包括側(cè)邊耦合，寬邊耦合。2.兩個(gè)耦合的多邊形環(huán)或圓環(huán)形的濾波器中的雙模諧振器之間可包含“T”形或“工”形結(jié)構(gòu)，在濾波器的輸入、輸出接口由在兩個(gè)分別耦合至多邊形的微帶線上加抽頭形成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種小型化高選擇性耦合環(huán)形濾波器的設(shè)計(jì)方法，其特征在于:所述的多邊形環(huán)結(jié)構(gòu)為基本單元，兩個(gè)多邊形環(huán)單元以耦合方式形成高選擇性濾波器，將該型濾波器進(jìn)一步級連形成選擇性更佳的濾波器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述耦合的方環(huán)形的濾波器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，其特征在于:所述的多邊形環(huán)上加貼片，并以階梯阻抗線圍成，可調(diào)節(jié)濾波器的通帶帶寬，并進(jìn)一步壓縮諧振環(huán)尺寸。
【專利摘要】本發(fā)明是一種小型化高選擇性耦合環(huán)形濾波器的設(shè)計(jì)方法，采用平面微帶電路形式，采用兩個(gè)耦合的多邊形環(huán)或圓環(huán)形的濾波器結(jié)構(gòu)，包括側(cè)邊耦合，寬邊耦合，兩個(gè)耦合的多邊形環(huán)或圓環(huán)形的濾波器中的雙模諧振器之間可包含“T”形或“工”形結(jié)構(gòu)，在濾波器的輸入、輸出接口由在兩個(gè)分別耦合至多邊形的微帶線上加抽頭形成。優(yōu)點(diǎn)：可形成高選擇性的濾波通帶，通過在多邊形環(huán)上加貼片，以及以階梯阻抗線圍成多邊形，可調(diào)節(jié)濾波器的通帶帶寬，并可進(jìn)一步壓縮諧振環(huán)尺寸。在此基礎(chǔ)上，將兩個(gè)該型濾波器再次級連可形成選擇性更佳的帶通濾波器。此外，該型濾波器也具有良好的駐波與插入損耗特性，結(jié)構(gòu)小型化，利于集成，性能優(yōu)越，可廣泛用于各類微波系統(tǒng)。
【IPC分類】H01P11/00
【公開號】CN105356028
【申請?zhí)枴緾N201510864210
【發(fā)明人】戴新峰
【申請人】中國電子科技集團(tuán)公司第五十五研究所
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年12月1日