基于耦合型环形谐振器的小型化差分带通滤波器的制造方法
【专利摘要】本发明中一种基于耦合型环形谐振器的小型化差分带通滤波器，包括两个中心对称的互耦合的环形谐振器，每一个环形谐振器包括四条微带线组合；其中第一环形谐振器包括第一微带线、第二微带线、第三微带线以及第四微带线构成的矩形环以及第一输出端口和第二输出端口，第一微带线位于矩形环的最上方，且与第三微带线上下对称，第二微带线与第四微带线分别位于第一微带线的左右两边，且均与第一微带线和第三微带线相连，第一输出端口与第一微带线相连，第二输出端口与第三微带线相连。本发明具有较小的差模通带插入损耗，较大的回波损耗，陡峭的边缘选择特性，较高的共模抑制特性。
【专利说明】基于耦合型环形谐振器的小型化差分带通滤波器
【技术领域】
[0001] 本发明微波毫米波【技术领域】，特别是一种基于耦合型环形谐振器的小型化差分带 通滤波器。
【背景技术】
[0002] 无线通信电子设备和医疗器械中的电磁干扰问题逐渐严重，这一问题十分严重， 不应该被医疗组织所忽视。有证据证明，由电磁干扰引起的检测数据或者图像的错误将使 医生做出威胁病人健康甚至生命的诊断结果。因此，可以对噪声进行抑制、较高的动态范 围和较低电磁干扰的平衡电路引起了很多机构的注意。对于差分滤波器的差模激励，其应 该具有优异的带外抑制能力，较高的选择特性。较低的插入损耗以及在设计频带范围内的 较好的匹配特性。对于共模而言，其应该在一个较宽的范围内具有很好的共模噪声抑制能 力。很多研究学者做了关于差分滤波器的深入，以使得这些器件可以满足差模和共模的要 求。然后，很多之前的研究所获得的的差分滤波器的共模抑制能力并不理想且其尺寸也比 较大。
【发明内容】
[0003] 发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于耦 合型环形谐振器的小型化差分带通滤波器。
[0004] 实现本发明目的的技术方案是：一种基于耦合型环形谐振器的小型化差分带通滤 波器，包括两个中心对称的互耦合的环形谐振器，每一个环形谐振器由四条微带线组合而 成，左边矩形环的四条微带线分别为第一微带线（1)、第二微带线（2)、第三微带线（3)、第 四微带线（4)。第一微带线（1)位于矩形环的最上方，且与第三微带线（3)上下对称，第二 微带线（2)与第四微带线（4)分别位于第一微带线（1)的左右两边，且均与第一微带线（1) 和第三微带线（3)相连。第一输出端口（Port 1)与第一微带线（1)相连，第二输出端口 (Port 1'）与第三微带线相连。左边的环形谐振器与右边的环形谐振器关于对称线TT'对 称，右边环形谐振器的四条微带线分别为第五微带线（5)、第六微带线（6)、第七微带线（7) 和第八微带线（8)。第三输出端口（Port 2)与第五微带线（5)相连，第四输出端口（Port 2'）与第七微带线（7)相连。两个环形谐振器互相耦合，其水平方向对称线为SS'，垂直方 向对称线为TT'。
[0005] 组成环形谐振器的八条微带线的宽度相等。
[0006] 第二微带线（2)、第四微带线（4)、第六微带线（6)和第八微带线（8)的尺寸相同 且小于其他四条微带线。环形谐振器的周长与滤波器的中心平频率成反比，频率越高，周 长越小；环形谐振器的耦合缝隙与滤波器的带宽也成反比，设计的带宽越大，需要越强的耦 合，即需要更小的耦合缝隙。
[0007] 本发明与现有技术相比，其显著优点是：1)本发明具有较小的差模通带插入损 耗，较大的回波损耗，陡峭的边缘选择特性，较高的共模抑制特性；2)电路结构简单，仅需 要两个耦合的环形谐振器；3)采用微带结构，工艺上易于实现；4)采用小型化的设计方法， 使得整个滤波器的尺寸减小85%以上。
【专利附图】
【附图说明】
[0008] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和 /或其他方面的优点将会变得更加清楚。
[0009] 图1是本发明等效结构图。
[0010] 图2a为是本发明偶偶模等效电路，图2b为是本发明偶奇模等效电路，图2c为是 本发明奇偶模等效电路，图2d为是本发明奇奇模等效电路。
[0011] 图3是本发明质量因数随微带线长度的变化曲线图。
[0012] 图4是本发明单个环形谐振器的周长与边长的示意图。
[0013] 图5是本发明面积尺寸随边长的变化曲线图。
[0014] 图6是本发明频率响应曲线图。
[0015] 图7是本发明结构示意图。
【具体实施方式】
[0016] 本发明公开了一种基于耦合型环形谐振器的小型化差分带通滤波器，该差分滤波 器包括两个互相耦合的微带环形谐振器及两条加载的开路终端微带线。本发明均采用微带 线设计。本发明具有重量轻、性能优异、体积小、生产成本低等优点，对于各频段雷达、通信 设备及未来高速率无线通信均具有广阔的应用前景，特别是对重量、性能、体积等有苛刻要 求的响应系统中。
[0017] 结合图7,本发明基于耦合型环形谐振器的小型化差分带通滤波器，包括两个互相 耦合的环形谐振器，每一个环形谐振器由四条微带线组合而成，左边矩形环的四条微带线 分别为第一微带线1、第二微带线2、第三微带线3、第四微带线4。第一微带线1位于矩形环 的最上方，且与第三微带线3上下对称，第二微带线2与第四微带线4分别位于第一微带线 1的左右两边，且均与第一微带线1和第三微带线3相连。第一输出端口 Port 1与第一微 带线1相连，第二输出端口 Port 1'与第三微带线相连。左边的环形谐振器与右边的环形 谐振器关于对称线TT'对称，右边环形谐振器的四条微带线分别为第五微带线5、第六微带 线6、第七微带线7和第八微带线8。第三输出端口 Port 2与第五微带线5相连，第四输出 端口 Port 2'与第七微带线7相连。两个环形谐振器互相耦合，其水平方向对称线为SS'， 垂直方向对称线为TT'。
[0018] 所述微带线宽度、环形谐振器周长以及耦合间距的大小可调节，其调节值是根据 不同频率、不同介质板的具体参数确定的。
[0019] 本发明提供一种具有很高的频率选择特性、陡峭的边缘、较好的通带匹配、很高的 共模抑制能力的基于耦合型环形谐振器的新型差分滤波器及可以将其体积减小85%的小 型化设计方法。该滤波器性能优、结构紧凑、体积小、设计简单、加工成本低。
[0020] 本发明基于耦合型环形谐振器的小型化差分带通滤波器，其工作原理简述如下：
[0021] 图1给出了本发明基于耦合型环形谐振器的差分滤波器的原理图，该滤波器由两 个互相耦合的环形谐振器组成，通过耦合谐振产生滤波响应，图2a?图2d中则给出了利用 奇偶模分析方法得到的四个四分之一等效电路，其中z、zTO、z。。分别是环形谐振器微带线及 耦合线部分的奇偶模阻抗，ex、eY为微带线的电长度，r是端口的反射系数。
[0022] 本发明基于耦合型环形谐振器的小型化差分带通滤波器的差模和共模散射参数 Sddll，Sdd21，Sccn，矛口 Scc2i 可以通过下式计算得到：
【权利要求】
1. 一种基于耦合型环形谐振器的小型化差分带通滤波器，其特征在于，包括两个中心 对称的互耦合的环形谐振器，每一个环形谐振器包括四条微带线组合；其中第一环形谐振 器包括第一微带线（1)、第二微带线（2)、第三微带线（3)以及第四微带线（4)构成的矩形 环以及第一输出端口（Port1)和第二输出端口（Port1'），第一微带线（1)位于矩形环的 最上方，且与第三微带线（3)上下对称，第二微带线（2)与第四微带线（4)分别位于第一微 带线（1)的左右两边，且均与第一微带线（1)和第三微带线（3)相连，第一输出端口（Port 1)与第一微带线（1)相连，第二输出端口（Port1'）与第三微带线相连；第二环形谐振器 包括第五微带线（5)、第六微带线（6)、第七微带线（7)和第八微带线（8)构成的矩形环以 及第三输出端口（Port2)和第四输出端口（Port2'），第三输出端口（Port2)与第五微带 线（5)相连，第四输出端口（Port2'）与第七微带线（7)相连，两个环形谐振器关于水平方 向和垂直方向对称。
2. 根据权利要求1所述的基于耦合型环形谐振器的小型化差分带通滤波器，其特征在 于，组成环形谐振器的八条微带线的宽度相等。
3. 根据权利要求1所述的基于耦合型环形谐振器的小型化差分带通滤波器，其特征在 于，第二微带线（2)、第四微带线（4)、第六微带线（6)和第八微带线（8)的尺寸相同且小于 其他四条微带线。
【文档编号】H01P7/08GK104377409SQ201410621614
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年11月6日 优先权日:2014年11月6日
【发明者】王辉, 傅军, 李伟超, 杨柳静, 杨怡, 蒋飞 申请人:中国电子科技集团公司第二十八研究所