专利名称：具有伪椭圆响应的带通滤波器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有伪椭圆响应的波导型带通滤波器。特别地，这样的滤波器用于高频传输系统中。
背景技术：
宽带双向传输设备的大规模市场发展需要使用在灵敏度、带宽、体积和成本上表现出相当大的限制的滤波设备。这些限制在天线侧上所实现的滤波级处相当大，以隔离传送和接收，其中必须将位于两个非常近的频带中的信号彼此隔离。
在用于毫米频率的滤波技术中，波导型技术表现出高到足以满足这些需要的质量因素。如今，最通常使用的波导滤波器是具有介电插件的E平面滤波器和具有电感性膜片的H平面滤波器。
超过40GHz，并且对于高选择性滤波器，优选地，使用具有电感性膜片的H平面滤波器。图1示出了拥有切比雪夫型响应的、具有四个电感性膜片的3阶带通滤波器。为了具有高选择性，这样的滤波器必须具有较高的阶N，引起了等于N+1的膜片数的增加。然而，膜片数的增加引起了滤波器尺寸的增加。
为了增加膜片滤波器的灵敏度，已知的是，例如参见由W.MENZEL等人于1997年9月发表的“Planar integrated waveguide diplexerfor low cost millimeter-wave application”EUMC，第676-680页，在通带附近引入传输零点。引入传输零点产生了准椭圆响应，提高了滤波器的灵敏度。另一方面，通过添加与滤波器的主轴垂直设置的波导(或谐振腔)部分，实现对传输零点的引入，因此使滤波器变得不紧凑。此外，根据实现方法来限制传输零点的数量和频率定位。
发明内容
本发明的目的是提出一种具有电感性膜片的H平面滤波器，在保持与具有切比雪夫响应的滤波器相同紧凑性的同时，表现出准椭圆响应。本发明的第二目的是能够使用大量传输零点。为此，提出了一种具有在膜片中设置了至少一个浮置插件的电感性膜片的波导滤波器。
本发明是一种包括由至少两个电感性膜片界定的至少一个腔的波导滤波器。所述滤波器还包括至少一个浮置插件，设置在电感性膜片之一中。
应该理解，表达浮置插件表示金属插件，其并未与波导电连接，从而其电位作为在波导中循环的电磁场的函数而浮置。
根据各种优选实施例，将浮置插件设置为离膜片的边缘比离膜片的中心更近。所述滤波器包括波导内部的至少一个介电泡沫块。在所述泡沫块上印刷所述浮置插件。所述泡沫具有接近于1的相对介电常数。
本发明还是一种制造波导滤波器的方法，其中波导以两个部分制成，所述波导包括由两个膜片界定的至少一个腔。在组装波导的两个部分之前，将至少一个介电泡沫块设置在波导内部。所述块支撑形成至少一个浮置插件的至少一个金属化(metallization)。
优选地，所述插件由在泡沫上进行印刷的技术来制成。
通过阅读以下参考附图所给出的描述，本发明将得到更好的理解，并且其他特征和优点将变得明显，其中图1示出了根据现有技术的膜片波导滤波器；图2示出了膜片中的浮置插件的实施例的各种可能方案；图3示出了配备有浮置插件的波导滤波器的典型实施例；图4示出了图3的滤波器的典型频率响应；图5和6示出了根据本发明、具有两个插件的波导滤波器的两个典型实施例；图7和8示出了图5和6中的滤波器的两个典型频率响应；
图9示出了制造根据本发明的滤波器的模式。
具体实施例方式
图2a示出了设置在由两个垫片2和3所界定的膜片中的金属插件1。所述金属插件1按浮置方式设置，即，其并未接触波导的边缘，从而能够以取决于其长度和与电场的耦合的频率谐振。与电场的耦合尤其取决于该插件相对于波导的中心的位置、以及该插件相对于波导的轴的倾斜。当前，不存在用于确定设置在膜片中的插件的谐振频率的计算模型。
用于确定插件的尺寸的方法在于从等于λr/2的插件长度开始，其中λr为与所需谐振频率相对应的波长。然后，借助于电磁仿真器，评估谐振频率，然后，作为所执行的仿真结果的函数，修改插件的尺寸，可能地，例如，其在膜片中的倾斜和位置。在几次仿真之后获得插件的长度，并且可以进一步借助于原型对其进行细化。如果插件的长度太大，则总是能够弯曲插件以获得C插件(图2b)、S插件(图2c)或L插件(图2d)。
波导中插件的存在具有创建针对其谐振频率的传输零点的效果。该插件将简单的波导变换为高选择性带阻滤波器。缺陷在于该插件与波导相互作用，并且产生了附加的干扰。设置在滤波器中，该滤波器的特性会由于该插件的存在而受到修改。
图3透视地示出了通过四个膜片7彼此相连的三个腔4和两个访问路径6。图3所示的滤波器包括设置在膜片中的浮置插件1。图3所示的滤波器是图1所示的类型的滤波器，从而具有相同的通带。按照将谐振频率设置在通带之外的方式来确定该浮置插件，从而加强了滤波器在频带边界处的带阻。将传输零点设置在必须极大地增加滤波器的斜率的位置处。
为了不过度干扰滤波器内的场并因而干扰无插件滤波器的特性，优选地，接近于垫片2来设置该插件。可能地，将插件设置在波导的中心处，即，刚好在与场进行耦合的系数最大的位置上，但是必须相应地重新确定滤波器的尺寸以保持相同的通带，这是由于耦合具有极其大地修改滤波器特性(特别是其通带)的效果。
图4示出了与图1的滤波器相比的图3的滤波器的可能典型响应。曲线10对应于图1的滤波器，其具有切比雪夫型频率响应。在插件在频率12处谐振的情况下，曲线11对应于图3的滤波器的响应。曲线11对应于伪椭圆型响应，与切比雪夫型响应相比，在通带的上边界处表现出更高程度的带阻。滤波器的通带保持相同。
当然，添加一个插件可能并不充分。优选地，添加多个插件。图5示出了具有在两个不同膜片中设置的两个插件50和51的滤波器。图6示出了具有设置在相同膜片中的两个插件52和53的滤波器。完全可以在每一个膜片中设置一个、两个或多个插件，在具有四个膜片的滤波器的情况下，可以设置多达8个插件，由此，能够添加8个传输零点，因此，显著地加强了在滤波器的响应的边缘级处所产生的效果。
当使用多个插件时，应该分别确定每一个插件的尺寸。然后，执行滤波器的仿真，包括所有的插件，从而细化插件的尺寸，可能地，重新确定膜片的垫片的尺寸。
图7示出了与图5或6相对应的或者针对其将插件的谐振频率设置在相同的通带侧的滤波器的响应曲线14。相对于曲线11，本领域的技术人员将会注意，由曲线14上的两个插件所产生的效果对应于放大效果。
图8示出了与图5或6相对应的或者针对其将插件的谐振频率设置在通带的每一侧的滤波器的响应曲线15。明显地，如果想要增加频带的每一侧上的带阻边缘，可以采取相当多数量的插件。
本领域的技术人员将会注意，根据本发明的滤波器的体积相对于没有传输零点的滤波器保持不变。此外，传输零点的数量可能等于M*(N+1)，其中M是每一膜片的插件数，而N是膜片滤波器的阶数，由此，不会改变滤波器的体积。
至于如何制造这样的滤波器，可能存在许多技术。以下借助于图9描述的技术使这样的滤波器能够花费更少的成本。
对导体块90进行模制和/或机械加工，以便与安装有形成膜片的垫片91的波导相对应。导体盖92用于封闭块90，从而形成波导滤波器。在封闭盖92之前，将第一、第二和第三泡沫块93到95设置在波导中。例如，所述泡沫块93到95由如聚甲基丙烯酸酯泡沫(商标ROHACELL HF)等制成，例如，通过热压缩模制。按照一般的方式，所使用的泡沫应该具有接近于1的相对介电常数εr、低损耗，例如10-4的数量级，并且在其上能够进行金属化。第一和第三泡沫块93到95还充当金属插件96和97的衬底。所述插件96和97借助于与所选泡沫兼容的技术制成。例如，金属化是将通过在其上已经预先刻上了要插入的图案的掩模进行的对导电涂料的沉积。例如，该涂料是银型的，并且应该表现出充分的机械抓力以保持在泡沫上。
优选地，整个波导填充有泡沫，从而获得均质传播介质。然而，如果泡沫的行为非常类似于空气，则不能够用泡沫来填充整个波导。例如，能够使用单一的泡沫块来支撑插件，所述块粘在波导的一侧或中间。
明显地，本发明的多种变体也是可能的。滤波器的腔数可以作为本领域的技术人员的需要的函数而变化。可以使用许多类型的泡沫。导体涂料的选择相对较宽。可以根据除了涂覆之外的印刷技术来制成该插件，例如通过对与泡沫形成整体的金属层的光刻技术。
权利要求
1.一种包括由至少两个电感性膜片(7)界定的至少一个腔(4)的波导滤波器，其特征在于所述滤波器还包括至少一个浮置插件(1)，设置在电感性膜片之一中。
2.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于将浮置插件(1)设置为离膜片(7)的边缘比离膜片(7)的中心更近。
3.根据权利要求1或2所述的滤波器，其特征在于所述滤波器包括波导内部的至少一个介电泡沫块(93到95)。
4.根据权利要求3所述的滤波器，其特征在于将所述浮置插件(96，97)印刷在所述泡沫块(93，95)上。
5.根据权利要求3或4所述的滤波器，其特征在于所述泡沫具有接近于1的相对介电常数。
6.根据权利要求5所述的滤波器，其特征在于所述泡沫是聚甲基丙烯酸酯泡沫。
7.一种制造波导滤波器的方法，其中波导以两个部分(90，92)制成，所述波导包括由两个膜片(7，91)界定的至少一个腔(4)，其特征在于在组装波导的两个部分(90，92)之前，将至少一个介电泡沫块(93到95)设置在波导内部，并且所述块(93，95)支撑形成了至少一个浮置插件(96，97)的至少一个金属化。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于插件(96，97)由在泡沫上进行印刷的技术来制成。
全文摘要
本发明提出了一种具有电感性膜片的H平面滤波器，在保持与具有切比雪夫响应的滤波器相同紧凑性的同时，表现出准椭圆响应。本发明还能够使用大量的传输零点。为此，提出了一种包括由至少两个电感性膜片7界定的至少一个腔4的波导滤波器。所述滤波器还包括至少一个浮置插件1，设置在电感性膜片7之一中。本发明还是一种制造包括至少一个插件的波导滤波器的方法。
文档编号H01P1/20GK1735994SQ200380105347
公开日2006年2月15日 申请日期2003年11月26日 优先权日2002年12月9日
发明者多米尼克·洛海因东, 沙利纳·古根, 瓦利德·卡鲁伊 申请人:汤姆森许可贸易公司