基于贴片结构的介质双模带通滤波器的制造方法_2

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实施例1的TMl20模式的磁场分布图。
[0030]图5为本发明实施例1的TM210模式的磁场分布图。
[0031]图6为本发明实施例1的介质谐振器的后侧面贴金属贴片的结构图。
[0032]图7为本发明实施例1的TM120模式的谐振频率控制曲线图。
[0033]图8为本发明实施例1的介质谐振器的左侧面贴金属贴片的结构图。
[0034]图9为本发明实施例1的TM210模式的谐振频率控制曲线图。
[0035]图10为本发明实施例1的介质谐振器在两个谐振频率的磁场分布交加处贴金属贴片的结构图。
[0036]图11为本发明实施例1的TM120模式和TM210模式之间的耦合强度控制曲线图。
[0037]图12为本发明实施例1的第一端口与介质谐振器之间设置金属环的结构图。
[0038]图13为本发明实施例1的端耦合强度控制曲线图。
[0039]图14为本发明实施例1的介质双模带通滤波器的S参数响应曲线图。
[0040]图15为本发明实施例2的四阶线性拓扑结构图。
[0041]图16为本发明实施例2的线性拓扑结构双模双腔介质带通滤波器的平面结构图。
[0042]图17为本发明实施例2的线性拓扑结构双模双腔介质带通滤波器采用金属环实现腔间耦合控制曲线图。
[0043]图18为本发明实施例2的线性拓扑结构双模双腔介质带通滤波器的S参数响应曲线图。
[0044]图19为本发明实施例3的八阶线性拓扑结构图。
[0045]图20为本发明实施例3的线性拓扑结构双模四腔介质带通滤波器的平面结构图。
[0046]图21为本发明实施例3的线性拓扑结构双模四腔介质带通滤波器的S参数响应曲线图。
[0047]图22为本发明实施例4的四阶交叉拓扑结构图。
[0048]图23为本发明实施例4的交叉拓扑结构双模双腔介质带通滤波器的平面结构图。
[0049]图24为图23中所示A处的正面结构示意图。
[0050]图25为本发明实施例4的交叉拓扑结构双模双腔介质带通滤波器的S参数响应曲线图。
[0051]图26为本发明实施例5的八阶交叉拓扑结构图。
[0052]图27为本发明实施例5的交叉拓扑结构双模四腔介质带通滤波器的平面结构图。
[0053]图28为图27中所示B处的正面结构示意图。
[0054]图29为本发明实施例5的交叉拓扑结构双模四腔介质带通滤波器的S参数响应曲线图。
[0055]其中,1-腔体,2-介质谐振器,3-第一金属贴片,4-第二金属贴片,5-第三金属贴片,6-第一同轴线,7-第一金属环,8-第二同轴线,9-第二金属环。
【具体实施方式】
[0056]下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于此。
[0057]实施例1:
[0058]如图1和图2所示,本实施例的介质双模带通滤波器包括腔体1,所述腔体I为矩形腔体,其尺寸为30mm*30mm*10mm,在腔体I中心位置放置一个介质谐振器2,所述介质谐振器2的上、下两端与腔体I相接,介质谐振器2采用的两个简并模式(即谐振模式)称为TM120模式和TM210模式;
[0059]所述介质谐振器2为矩形介质谐振器,其尺寸为20mm*20mm*10mm,介质相对介电常数为21.4,在介质谐振器2相邻的两个外侧面(本实施例中,两个外侧面为后侧面和左侧面)上贴有第一金属贴片3和第二金属贴片4,可看出第一金属贴片3的横向中心线与第二金属贴片4的横向中心线垂直,所述第一金属贴片3和第二金属贴片4用于控制介质谐振器2两个谐振模式的谐振频率,其中第一金属贴片3控制的是TM120模式的谐振频率,第二金属贴片4控制的是TM210模式的谐振频率;
[0060]所述介质谐振器2在两个谐振模式(TM120模式和TM210模式)的磁场分布交加处贴有第三金属贴片5 ;介质谐振器2的前侧面和右侧面相交处和介质谐振器2的后侧面和左侧面相交处都是两个谐振模式的磁场分布交加处,由于本实施例的第一金属贴片3位于后侧面,第二金属贴片4位于左侧面,因此将第三金属贴片5贴在介质谐振器2的前侧面和右侧面相交处,所述第三金属贴片5用于控制介质谐振器2两个谐振模式之间的耦合强度;
[0061]所述腔体I在与第一金属贴片3相对的位置上设有第一端口,所述第一端口处设有第一同轴线6,且第一端口与介质谐振器2之间设有第一金属环7,所述第一金属环7的一端接第一同轴线6的内导体,另一端接腔体I的底面;所述第一金属环7用于控制第一端口与激励的谐振模式(TM120模式)之间的耦合强度,即端耦合强度;
[0062]所述腔体I在与第二金属贴片4相对的位置上设有第二端口,所述第二端口处设有第二同轴线8,且第二端口与介质谐振器2之间设有第二金属环9,所述第二金属环9的一端接第二同轴线8的内导体,另一端接腔体I的底面;所述第二金属环9用于控制第二端口与激励的谐振模式(TM210模式)之间的耦合强度,即端耦合强度。
[0063]所述第一端口和第二端口可以作为输入端口,也可以作为输出端口。
[0064]本实施例的介质双模带通滤波器设计的分析过程如下:
[0065]I)在腔体I的中心位置放置一个介质谐振器2,且介质谐振器2的上、下两端都是和腔体I直接相接的,如图3所示;采用的两个简并模式称为TM120模式和TM210模式,两个谐振模式的磁场分布如图4和图5所示。
[0066]2)通过在介质谐振器2的外侧面贴金属贴片,可以实现对谐振模式的谐振频率控制,金属贴片可以为圆形金属贴片、环形金属贴片或多边形金属贴片,本实施例以圆形金属贴片进行说明,本实施例在介质谐振器2的后侧面贴有第一金属贴片3,如图6所示;通过调节第一金属贴片3的尺寸,可以控制相应谐振模式的谐振频率,如图7所示,第一金属贴片3可以控制TM120模式的谐振频率,随着第一金属贴片3的尺寸增大,这里体现为半径(TM120_r)增大,TM120模式的谐振频率快速下降,而TM210模式的谐振频率则基本不变;根据结构的对称性,若将金属贴片放置在相邻的平面上,如图8所示,本实施例在介质谐振器2的左侧面贴有第二金属贴片4,则可以控制TM210模式的谐振频率,如图9所示,随着第二金属贴片4半径(TM210_r)的增加,TM210模式的谐振频率减小而TM120模式的谐振频率不变。
[0067]3)通过在两个谐振模式的磁场分布交加处,贴金属贴片,可以控制这两个谐振模式的耦合强度,金属贴片可以为圆形金属贴片或多边形金属贴片,本实施例以矩形金属贴片进行说明,在介质谐振器2两个谐振频率的磁场分布交加处贴有第三金属贴片5,如图10所示,本实施例的第三金属贴片5位于介质谐振器2的前侧面和右侧面相交处;第三金属贴片5控制TM120模式和TM210模式之间的耦合强度,如图11所示,随着矩形金属贴片的尺寸增加,这里体现为宽度(patch_w)增加,两个谐振模式的親合系数(couplingcoefficient)也随之增加。
[0068]4)为了实现端耦合,激励出第一个模式,这里采用的方法是金属环耦合,即磁耦合;磁耦合的方法,金属环必须垂直于想要激励起的谐振模式的磁场分布,金属环可以是圆环或矩形环,本实施例以矩形环进行说明;如图12所示,在第一端口与介质谐振器2之间设置第一金属环7,第一金属环7的一端接第一同轴线6的内导体,另一端接在腔体I的底面,第一金属环7激励出来的模式是TM120模式,第一金属环7的面积控制端耦合强度,这里用外部Q值(品质因数)体现,随着第一金属环7面积的增大,这里体现为第一金属环7的宽度(port-ring_w)增加,外部Q值随着减小,如图13所示(图中的图形省略了第一同轴线6的内导体和第一金属环7的厚度),这说明了第一金属环7的面积越大,端耦合越强,可以实现的通带带宽越宽。
[0069]同理,为了激励出第二个模式,在第一端口与介质谐振器2之间设置第二金属环9,
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