直接馈电带宽可调平面双模环形带通滤波器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及微波技术领域，尤其涉及一种直接馈电带宽可调平面双模环形带通滤波器。
【背景技术】
[0002]滤波器是一种在微波与射频应用中被大量使用的无源器件，其指标的好坏直接影响了整个系统的性能。
[0003]常见的微波滤波器多采用金属波导/介质波导、同轴线或平面微带线/带状线制作。
[0004]近年来，由于通信系统的小型化微型化需求越发强烈，作为系统内的关键无源器件之一，对滤波器的小型化设计需求也越来越高。采用平面工艺的微波滤波器相对波导或同轴线等立体结构实现而言，具有结构简单，加工方便，造价低廉以及易于与其它有源/无源电路集成的优势，近年来受到极大的关注。其中，采用微带环形双模谐振腔的双模滤波器更是研究的重点对象。
[0005]环形双模滤波器的核心是一个有对称性加载的环形谐振器，由于该加载使得环形谐振器的一对简并谐振模式发生互相耦合而产生频率分离，就可以利用一个谐振器产生两个谐振峰，类似于两个级联的单模谐振器对的响应。因此滤波器实现所需要的固有谐振器阶数可以减少一半，这样就达到了小型化的目的。同时环形谐振腔的固有品质因数也较之普通的半波长谐振器为高，这样在相同的实现下，双模滤波器的插入损耗也会减小。当采用容性加载时，双模滤波器的传输响应类似于椭圆函数响应，即会在通带的两端分别产生一个传输零点，极大的提高滤波器的带外抑制效果。
[0006]现有的双模滤波器大多采用末端电容耦合来对双模谐振腔进行馈电，由于末端电容的辐射以及边缘效应，这种馈电方式会带来耦合损耗即馈电损耗，这样会加大滤波器的插入损耗，影响了滤波器的实际应用。
【发明内容】
[0007]本发明所要解决的技术问题是针对【背景技术】中所涉及到的缺陷，提供一种直接馈电带宽可调平面双模环形带通滤波器，在保持了原有双模滤波器优点的前提下，减少了滤波器的插入损耗，而且带宽也可调控。
[0008]本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案:
直接馈电带宽可调平面双模环形带通滤波器，包含双面覆铜的介质板，所述双面覆铜的介质板的一面金属制作为环形双模滤波器和及其馈电结构，另一面的金属全部保留作为金属地；
所述环形双模谐振器包含一个末端开路的微带线构成的容性加载和一个环形谐振器；
所述环形谐振器呈方形，所述容性加载设置在所述环形谐振器的一个角上，且与所述环形谐振器的两边呈45°夹角；
所述馈电结构采用直接连接的微带线。
[0009]作为本发明直接馈电带宽可调平面双模环形带通滤波器进一步的优化方案，所述馈电结构包含一对阻抗可变的四分之一波长微带线、输入微带线和输出微带线，所述输入微带线和输出微带线分别通过一个阻抗可变的四分之一波长微带线和所述环形双模谐振器相连。
[0010]作为本发明直接馈电带宽可调平面双模环形带通滤波器进一步的优化方案，输入微带线和输出微带线取特征阻抗50欧姆，环形谐振器取长度为12. O毫米、线宽I. O毫米，阻抗可变的四分之一波长微带线的长度取10. O毫米，容性加载取宽度O. 7毫米，介质板选择介电常数10厚度I. O毫米，容性加载取长度7. O毫米，阻抗可变的四分之一波长微带线的宽度取O. 3毫米。
[0011]作为本发明直接馈电带宽可调平面双模环形带通滤波器进一步的优化方案，输入微带线和输出微带线取特征阻抗50欧姆，环形谐振器取长度为12. O毫米、线宽I. O毫米，阻抗可变的四分之一波长微带线的长度取10. O毫米，容性加载取宽度O. 7毫米，介质板选择介电常数10厚度I. O毫米，容性加载取长度5. 5毫米，阻抗可变的四分之一波长微带线的宽度取O. 2毫米。
[0012]作为本发明直接馈电带宽可调平面双模环形带通滤波器进一步的优化方案，输入微带线和输出微带线取特征阻抗50欧姆，环形谐振器取长度为12. O毫米、线宽I. O毫米，阻抗可变的四分之一波长微带线的长度取10. O毫米，容性加载取宽度O. 7毫米，介质板选择介电常数10厚度I. O毫米，容性加载取长度4. O毫米，阻抗可变的四分之一波长微带线的宽度取O. I毫米。
[0013]本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1.结构简单、尺寸小；
2.易于制作、损耗小；
3.带宽可调。
【附图说明】
[0014]附图I是本发明的结构示意图；
附图2是双模带通环形滤波器的传输与反射特性的示意图。
[0015]图中，I-输入/输出微带线，2-四分之一波长阻抗变换器，3-环形谐振器，4-末端开路微带线加载，5-介质板。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
本发明公开了一种直接馈电带宽可调平面双模环形带通滤波器，包含双面覆铜的介质板，所述双面覆铜的介质板的一面金属制作为环形双模滤波器和及其馈电结构，另一面的金属全部保留作为金属地；
所述环形双模谐振器包含一个末端开路的微带线构成的容性加载以及一个环形谐振器； 所述环形谐振器呈方形，所述容性加载设置在所述环形谐振器的一个角上，且与所述环形谐振器的两边呈45°夹角；
所述馈电结构采用直接连接的微带线。
[0017]所述馈电结构包含一对阻抗可变的四分之一波长微带线、输入微带线和输出微带线，所述输入微带线和输出微带线分别通过一个阻抗可变的四分之一波长微带线和所述环形双模谐振器相连。
[0018]实施例1 :如图1所示，输入微带线和输出微带线取特征阻抗50欧姆，环形谐振器取长度为12. 0毫米、线宽1. 0毫米，阻抗可变的四分之一波长微带线的长度取10. 0毫米，容性加载取宽度0. 7毫米，介质板选择介电常数10厚度1. 0毫米。为了实现带通滤波器良好的带内匹配，容性加载取长度7. 0毫米，阻抗可变的四分之一波长微带线的宽度取0. 3毫米。
[0019]实施例2 :如图2所示，输入微带线和输出微带线取特征阻抗50欧姆，环形谐振器取长度为12. 0毫米、线宽1. 0毫米，阻抗可变的四分之一波长微带线的长度取10. 0毫米，容性加载取宽度0. 7毫米，介质板选择介电常数10厚度1. 0毫米。为了实现带通滤波器良好的带内匹配，容性加载取长度5. 5毫米，阻抗可变的四分之一波长微带线的宽度取0. 2毫米。
[0020]实施例3 :如图1所示，输入微带线和输出微带线取特征阻抗50欧姆，环形谐振器取长度为12. 0毫米、线宽1. 0毫米，阻抗可变的四分之一波长微带线的长度取10. 0毫米，容性加载取宽度0. 7毫米，介质板选择介电常数10厚度1. 0毫米。为了实现带通滤波器良好的带内匹配，容性加载取长度4.0毫米，阻抗可变的四分之一波长微带线的宽度取0. 1毫米。
[0021]图2给出了上述三个实施例的滤波器散射参量曲线，由图可见该采用该新型双模滤波器设计方法，可以显著的改善滤波器性能。由图可见，通过采用不同的扰动单元大小，以及相应的改变阻抗变换器的宽度，可以实现滤波器带宽的调节；同时通带内的匹配良好，S21均在-30dB以下，带内插入损耗最小仅为0. 3dB ;而且可以看到双模滤波器的双带外传输零点特性均予以保留。实验表明，这种滤波器设计可以显著提高双模滤波器的实际应用价值，同时结构精简、方便加工。
[0022]本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
[0023]以上所述的【具体实施方式】，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的【具体实施方式】而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.直接馈电带宽可调平面双模环形带通滤波器，包含双面覆铜的介质板，其特征在于: 所述双面覆铜的介质板的一面金属制作为环形双模滤波器和及其馈电结构，另一面的金属全部保留作为金属地； 所述环形双模谐振器包含一个末端开路的微带线构成的容性加载和一个环形谐振器； 所述环形谐振器呈方形，所述容性加载设置在所述环形谐振器的一个角上，且与所述环形谐振器的两边呈45°夹角； 所述馈电结构采用直接连接的微带线。2.根据权利要求1所述的直接馈电带宽可调平面双模环形带通滤波器，其特征在于，所述馈电结构包含一对阻抗可变的四分之一波长微带线、输入微带线和输出微带线，所述输入微带线和输出微带线分别通过一个阻抗可变的四分之一波长微带线和所述环形双模谐振器相连。3.根据权利要求2所述的直接馈电带宽可调平面双模环形带通滤波器，其特征在于，输入微带线和输出微带线取特征阻抗50欧姆，环形谐振器取长度为12.0毫米、线宽1.0毫米，阻抗可变的四分之一波长微带线的长度取10.0毫米，容性加载取宽度0.7毫米，介质板选择介电常数10厚度1.0毫米，容性加载取长度7.0毫米，阻抗可变的四分之一波长微带线的宽度取0.3毫米。4.根据权利要求2所述的直接馈电带宽可调平面双模环形带通滤波器，其特征在于，输入微带线和输出微带线取特征阻抗50欧姆，环形谐振器取长度为12.0毫米、线宽1.0毫米，阻抗可变的四分之一波长微带线的长度取10.0毫米，容性加载取宽度0.7毫米，介质板选择介电常数10厚度1.0毫米，容性加载取长度5.5毫米，阻抗可变的四分之一波长微带线的宽度取0.2毫米。5.根据权利要求2所述的直接馈电带宽可调平面双模环形带通滤波器，其特征在于，输入微带线和输出微带线取特征阻抗50欧姆，环形谐振器取长度为12.0毫米、线宽1.0毫米，阻抗可变的四分之一波长微带线的长度取10.0毫米，容性加载取宽度0.7毫米，介质板选择介电常数10厚度1.0毫米，容性加载取长度4.0毫米，阻抗可变的四分之一波长微带线的宽度取0.1毫米。
【专利摘要】本发明公开了一种直接馈电带宽可调平面双模环形带通滤波器，包含双面覆铜的介质板,其一面金属制作为环形双模滤波器及其馈电结构，另一面的金属全部保留作为金属地；环形双模谐振器包含一个末端开路的微带线构成的容性加载和一个环形谐振器；环形谐振器呈方形，容性加载设置在所述环形谐振器的一个角上，且与环形谐振器的两边呈45°夹角；馈电结构包含一对阻抗可变的四分之一波长微带线，以形成阻抗变换器以便与输入输出端口相匹配。本发明在保持了原有双模滤波器优点的前提下，减少了滤波器的插入损耗，而且带宽也可调控,可广泛应用于射频微波无源电路设计中。
【IPC分类】H01P1/203
【公开号】CN105322254
【申请号】CN201510801618
【发明人】陈董, 黄晓东, 程崇虎
【申请人】南京邮电大学
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2015年11月19日