专利名称：复合左右手耦合传输线谐振器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种复合左右手传输线谐振器，特别是涉及能产生耦合效应的复
合左右手传输线谐振器，属于微波技术领域。
背景技术：
谐振器在空间微波电路中有着广泛的用途，可以用于振荡器、滤波器、阻抗匹配元件等微波电路中。空间微波电路均要求谐振器具有较小的体积和较大的品质因数，易与其它电路容易集成的平面结构。常用的平面谐振器有微带线谐振器和复合左右手传输线0阶谐振器，微带线谐振器如图1所示，一般由一段长度为半波长的开路微带线构成，复合左右手传输线0阶谐振器如图2所示，由两个交指电容加载一个短路电感构成。微带线谐振器与复合左右手传输线谐振器都具有平面结构，容易与其它电路集成设计，而且体积相对较小。但微带线谐振器与复合左右手传输线0阶谐振器由于导体损耗较大，导致品质因数较低，大大限制了其在空间微波电路中的应用。
实用新型内容本实用新型的技术解决问题是克服现有技术的不足，提出一种导体损耗低、高品质因数的复合左右手耦合传输线谐振器。 本实用新型的技术解决方案是复合左右手耦合传输线谐振器，包括输入端口 、第一复合左右手传输线0阶谐振器、第二复合左右手传输线0阶谐振器、输出端口、弱耦合机构和介质基板，输入端口与第一复合左右手传输线0阶谐振器连接，第二复合左右手传输线0阶谐振器与输出端口连接，第一复合左右手传输线0阶谐振器和第二复合左右手传输线0阶谐振器通过弱耦合机构级联在一起，输入端口、第一复合左右手传输线0阶谐振器、第二复合左右手传输线0阶谐振器、输出端口和弱耦合机构安装在介质基板上。[0005] 所述的弱耦合机构的间距为5 20mm。 所述的第一复合左右手传输线0阶谐振器和第二复合左右手传输线0阶谐振器结构相同，包括交指电容和短路电感，交指电容和短路电感连接，短路电感端部加工有一个接地通孔。 所述的输入端口和输出端口结构相同，由馈线与交指电容组成，馈线与交指电容连接。 所述的介质基板由介质和接地板组成，介质和接地板复合在一起形成整体结构。[0009] 本实用新型的原理两个相同的复合左右手传输线0阶谐振器通过弱耦合电容级联在一起，组成一个耦合谐振系统。本实用新型的等效电路如图3所示，V。为横跨在谐振器上的电压，Iin为流过谐振器的电流，C。为耦合电容，R为单个复合左右手传输线0阶谐振器的损耗电阻，L为单个复合左右手传输线0阶谐振器的等效电感，C为单个复合左右手传输线O阶谐振器的等效电容。 整个耦合谐振器的等效阻抗、等效导纳分别为<formula>formula see original document page 4</formula>
(1 )<formula>formula see original document page 4</formula>
(2)
当Z。(")远大于Zr (")，并且单个复合左右手传输线0阶谐振器的Q值足够大，(1)在带宽范围内可以认为是恒定的时，耦合导纳为Yc(co) = jcoCc
单个复合左右手传输线0阶谐振器的导纳为<formula>formula see original document page 4</formula>
由方程(2)、 (3)可得<formula>formula see original document page 4</formula>
(3)
由方程(4)可得耦合谐振器的相移为
<formula>formula see original document page 4</formula>(5)
在谐振频率处，Yrff (")的实部为O，谐振频率为<formula>formula see original document page 4</formula>(4)
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(6)
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(7)
(8)
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由上述各式可得耦合谐振器的Q值为
<formula>formula see original document page 4</formula>(9)[0028]
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」/J《l (11) 通过上述推导可以看出复合左右手耦合谐振器的品质因数较复合左右手传输线0
阶谐振器的品质因数提高了1倍。 本实用新型与现有技术相比有益效果为 (1)本实用新型由于采用弱耦合机构，与相同条件下的微带线谐振器、复合左右手传输线0阶谐振器相比，本实用新型的品质因数提高了 1倍； (2)本实用新型由于高品质因数，可以用作振荡器的稳频元件，提高振荡器的频率稳定度，降低振荡器的相位噪声，能够有效的降低通信系统的误码率，增大雷达的作用范围，提高图像信号的质量，提高卫星定位的精度，降低相邻信道之间的干扰；[0034] (3)本实用新型结构简单、加工难度低、容易与其它电路集成设计。
图1为微带线谐振器结构示意图； 图2为复合左右手传输线0阶谐振器结构示意图； 图3为本实用新型等效电路示意图； 图4为本实用新型整体结构示意图； 图5为本实用新型单个复合左右手传输线0阶谐振器结构示意图； 图6为本实用新型输入、输出端口结构示意图； 图7为本实用新型介质基板结构示意图。
具体实施方式如图4所示，本实用新型包括输入端口 1、第一复合左右手传输线0阶谐振器2、第二复合左右手传输线0阶谐振器3、输出端口 4、弱耦合机构5和介质基板6，输入端口 1与第一复合左右手传输线0阶谐振器2连接，第二复合左右手传输线0阶谐振器3与输出端口 4连接，第一复合左右手传输线0阶谐振器2和第二复合左右手传输线0阶谐振器3通过弱耦合机构5级联在一起，输入端口 1、第一复合左右手传输线0阶谐振器2、第二复合左右手传输线0阶谐振器3、输出端口 4和弱耦合机构5安装在介质基板6上。[0043] 输入端口 1与输出端口 4的设计主要是根据两端所接的负载来调节耦合度，具体要求是使得谐振器与两端负载达到完全匹配状态。输入端口 l和输出端口 4结构相同，如图6所示，由馈线13与交指电容14组成，馈线13与交指电容14连接。[0044] 第一复合左右手传输线0阶谐振器2和第二复合左右手传输线0阶谐振器3结构相同，如图5所示，包括交指电容7和短路电感8，交指电容7和短路电感8连接，短路电感8端部加工有一个接地通孔9。 交指电容7和短路电感8的尺寸选择主要是根据谐振器谐振频率的大小来确定，在选择交指电容7和短路电感8的尺寸时，应尽可能减小短路电感7的长度，增大短路电感
58的宽度，尽可能增大交指电容的长度和宽度，以实现较大的品质因数。 耦合机构5的选择主要是根据谐振器的插入损耗与品质因数来综合考虑，要求的品质因数越高，耦合机构的间距就越大，但同时插入损耗就越大，因此弱耦合机构5的间距为5 20mm时效果最佳。 介质基板6如图7所示，由介质11和接地板12组成，介质11和接地板12复合在一起形成整体结构。介质11的选择主要是根据谐振器的体积和品质因数来决定，介质11的介电常数越大体积就越小，介质11的损耗角正切越小，谐振器的品质因数就越高。[0048] 本实用新型未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。
权利要求复合左右手耦合传输线谐振器，其特征在于包括输入端口(1)、第一复合左右手传输线0阶谐振器(2)、第二复合左右手传输线0阶谐振器(3)、输出端口(4)、弱耦合机构(5)和介质基板(6)，输入端口(1)与第一复合左右手传输线0阶谐振器(2)连接，第二复合左右手传输线0阶谐振器(3)与输出端口(4)连接，第一复合左右手传输线0阶谐振器(2)和第二复合左右手传输线0阶谐振器(3)通过弱耦合机构(5)级联在一起，输入端口(1)、第一复合左右手传输线0阶谐振器(2)、第二复合左右手传输线0阶谐振器(3)、输出端口(4)和弱耦合机构(5)安装在介质基板(6)上。
2. 根据权利要求1所述的复合左右手耦合传输线谐振，其特征在于所述的弱耦合机 构(5)的间距为5 20mm。
3. 根据权利要求1所述的复合左右手耦合传输线谐振器，其特征在于所述的第一复 合左右手传输线0阶谐振器(2)和第二复合左右手传输线0阶谐振器(3)结构相同，包括 交指电容(7)和短路电感(8)，交指电容(7)和短路电感(8)连接，短路电感(8)端部加工 有一个接地通孔(9)。
4. 根据权利要求1所述的复合左右手耦合传输线谐振器，其特征在于所述的输入端 口 (1)和输出端口 (4)结构相同，由馈线(13)与交指电容(14)组成，馈线(13)与交指电 容(14)连接。
5. 根据权利要求1所述的复合左右手耦合传输线谐振器，其特征在于所述的介质基 板(6)由介质(11)和接地板(12)组成，介质(11)和接地板(12)复合在一起形成整体结 构。
专利摘要复合左右手耦合传输线谐振器，包括输入端口、第一复合左右手传输线0阶谐振器、第二复合左右手传输线0阶谐振器、输出端口、弱耦合机构和介质基板，输入端口与第一复合左右手传输线0阶谐振器连接，第二复合左右手传输线0阶谐振器与输出端口连接，第一复合左右手传输线0阶谐振器和第二复合左右手传输线0阶谐振器通过弱耦合机构级联在一起，输入端口、第一复合左右手传输线0阶谐振器、第二复合左右手传输线0阶谐振器、输出端口和弱耦合机构安装在介质基板上。本实用新型由于采用弱耦合机构，与相同条件下的微带线谐振器、复合左右手传输线0阶谐振器相比，本实用新型的品质因数提高了1倍；本实用新型结构简单、加工难度低、容易与其它电路集成设计。
文档编号H01P7/00GK201466197SQ200920110358
公开日2010年5月12日 申请日期2009年7月23日 优先权日2009年7月23日
发明者崔万照, 胡天存, 陈燕, 马伟 申请人:西安空间无线电技术研究所