面为上下异向的磁场面。
[0078]如图7所示，第一窗口 10既耦合低频模式也耦合高频模式，而第二窗口 11和第三窗口 12只耦合高频模式而不耦合低频模式。
[0079]如图10(a)至图10(c)所示为本实施例中公开的滤波器的频率响应随第一窗口 10的宽度W/变化图。其中可以看出第一个通带的耦合系数!^基本不变，而第二个通带的耦合系数1随W:增加而增加。
[0080]如图11 (a)至图11 (C)所示为本实施例中公开的滤波器的频率响应随第二窗口 11和第三窗口 12的宽度W/变化图。其中可以看出第一个通带的耦合系数K JP第二个通带的耦合系数1随W 2增加而增加。因此两个通带的耦合系数K JP K 2可由W JP W 2控制。
[0081]如图12(a)至图12(c)所示为本实施例中公开的滤波器的频率响应随低阻抗耦合矩形片高度氏变化图。H丨由3.3mm至4.3mm至5.3mm,通带I的外部品质因数Q el逐渐增加，而通带2的外部品质因数Qe2逐渐减小。原因是因为当工作在低频通带时，上下相位一致，因此H1越大，QJg渐增加。而当工作在高频通带时，上下相位不一致，Hr^ Qe2负相关，因此H1越大，Q &逐渐减小。
[0082]如图13(a)至图13(c)所示为本实施例中公开的滤波器的频率响应随低阻抗耦合矩形片高度氏变化图。H 2由5.7mm至4.7mm至3.7mm,通带I的外部品质因数Q el逐渐减小，通带2的外部品质因数I2也逐渐减小。原因是因为当工作在低频通带时，上下相位一致，因此H2越小，QJg渐减小。而当工作在高频通带时，上下相位不一致，!12与Qe2正相关，因此H2越小，Q &也逐渐减小。
[0083]因此由HjPH2两个参数可以控制QeJPQm又由于耦合系数&和K 2可由W:和W2控制，因此两个通带的带宽可控。
[0084]在实际设计中，通带的频率应通过螺旋谐振器结构和尺寸来确定，而通带的带宽通过对馈电结构和尺寸、耦合窗的结构和尺寸的调整来确定。在本实施例中，给定的通带频率指标为f\= 460MHz, f2= 1028MHz，选择螺旋谐振器为从下到上螺距由大到小两段结构，每段都为3匝，大螺距尺寸为5mm，小尺寸螺距为1.5mm，螺线半径为0.5mm，螺旋线圈半径为5_。阶跃阻抗馈电结构的高阻抗矩形親合片尺寸的宽*长为2mm*4.6mm，低阻抗矩形親合片尺寸的宽*长为4mm*4.1mm。大親合窗的尺寸的宽*长为小親合窗的尺寸的宽*长为9_*9_。该滤波器由金属制成，在该实施例中采用金属铝制作，并在表层镀银，以减小损耗。
[0085]图14为根据本实用新型实施例中公开的滤波器频率响应的电磁仿真曲线。从图中可以看出两个通带的中心频率分别为460MHz和1028MHz，频率比为2.23。第一通带的绝对带宽为10MHz，第二通带的绝对带宽为7MHz。
[0086]综上所述，本实施例提出了一种带宽可控的螺旋腔双频滤波器的设计方案，此方案在较小的体积下，获得带宽可控的双频滤波特性。由于螺旋腔滤波器具有低色散，高功率容量、高Q值的特点，适合实际工业应用。本实用新型能在实现高性能滤波的同时减小电路体积并降低成本。该滤波器创新性在于通过新型馈电结构和耦合结构实现了可控带宽的双频特性。
[0087]上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种带宽可控的双频螺旋腔滤波器，包括滤波器谐振腔以及同时用于输入和输出端口的第一射频接头(3-a)与第二射频接头(3-b)，其特征在于:所述滤波器谐振腔由第一谐振腔体(1-a)、第二谐振腔体(1-b)和耦合窗(5)组成，其中所述耦合窗(5)位于所述第一谐振腔体(Ι-a)和所述第二谐振腔体(1-b)之间，用于隔开上述两个腔体； 所述第一谐振腔体(Ι-a)内装载有第一馈电装置(7-a)和第一螺旋谐振器(2-a)，其中所述第一馈电装置(7_a)通过第一同轴内导体连接馈线(6-a)与设置在所述第一谐振腔体(Ι-a)外壁的第一射频接头(3-a)连接，其中所述第一螺旋谐振器(2-a)通过第一接地底座(4-a)固定在所述第一谐振腔体(Ι-a)内壁； 所述第二谐振腔体(1-b)内装载有第二馈电装置(7-b)和第二螺旋谐振器(2-b)，其中所述第二馈电装置(7-b)通过第二同轴内导体连接馈线出-b)与设置在所述第二谐振腔体(1-b)外壁的第二射频接头(3-b)连接，其中所述第二螺旋谐振器(2-b)通过第二接地底座(4-b)固定在所述第二谐振腔体(1-b)内壁。2.根据权利要求1所述的一种带宽可控的双频螺旋腔滤波器，其特征在于:所述耦合窗(5)包括左半親合窗和右半親合窗，其中所述左半親合窗包括第一窗口(10)，其中所述右半耦合窗包括上下并排的第二窗口(11)和第三窗口(12)。3.根据权利要求2所述的一种带宽可控的双频螺旋腔滤波器，其特征在于:所述第一窗口(10)、第二窗口(11)和第三窗口(12)均为矩形窗口。4.根据权利要求1所述的一种带宽可控的双频螺旋腔滤波器，其特征在于: 所述第一螺旋谐振器(2-a)与第二螺旋谐振器(2-b)均为所在谐振腔体的四分之一波长螺旋谐振器。5.根据权利要求1至4任一所述的一种带宽可控的双频螺旋腔滤波器，其特征在于: 所述第一谐振腔体(Ι-a)与第二谐振腔体(1-b)、所述第一射频接头(3-a)与第二射频接头(3-b)、所述第一馈电装置(7-a)与第二馈电装置(7-b)、所述第一同轴内导体连接馈线(6-a)与第二同轴内导体连接馈线出-b)、所述第一螺旋谐振器(2-a)与第二螺旋谐振器(2-b)以及所述第一接地底座(4-a)与第二接地底座(4-b)均以所述耦合窗(5)的中心面镜像对称设置。6.根据权利要求5所述的一种带宽可控的双频螺旋腔滤波器，其特征在于: 所述第一馈电装置(7-a)与第二馈电装置(7-b)均为阶跃阻抗结构的矩形耦合片； 其中所述第一馈电装置(7-a)包括位于所述第一同轴内导体连接馈线(6-a)上方的第一低阻抗矩形耦合片(8-a)和位于所述第一同轴内导体连接馈线(6-a)下方的第一高阻抗矩形耦合片(9-a)，并且所述第一高阻抗矩形耦合片(9-a)的宽度小于所述第一低阻抗矩形耦合片(8_a); 其中所述第二馈电装置(7-b)包括位于所述第二同轴内导体连接馈线出-b)上方的第二低阻抗矩形耦合片(8-b)和位于所述第二同轴内导体连接馈线(6-b)下方的第二高阻抗矩形耦合片(9-b)，并且所述第二高阻抗矩形耦合片(9-b)的宽度小于所述第二低阻抗矩形耦合片(8-b)。7.根据权利要求5所述的一种带宽可控的双频螺旋腔滤波器，其特征在于: 所述第一螺旋谐振器(2-a)与第二螺旋谐振器(2-b)均由两段螺旋圈构成， 其中，分别靠近第一接地底座(4-a)与第二接地底座(4-b)的螺旋圈的螺距大于另一段螺旋圈的螺距。8.根据权利要求7所述的一种带宽可控的双频螺旋腔滤波器，其特征在于: 所述螺旋圈均为每段3匝。
【专利摘要】本实用新型公开了一种带宽可控的双频螺旋腔滤波器，包括第一谐振腔体、第二谐振腔体、耦合窗、用于输入和输出端口的第一射频接头与第二射频接头，每个谐振腔体内均设置有馈电装置、螺旋谐振器、用于固定螺旋谐振器的接地底座以及用于连接馈电装置和射频接头的同轴内导体连接馈线，其中耦合窗包括左半耦合窗和右半耦合窗，馈电装置为阶跃阻抗结构的矩形耦合片，螺旋谐振器为非均匀螺距的四分之一谐振腔波长的螺旋谐振器。该滤波器通过新型馈电结构和耦合结构实现了可控带宽的双频特性，具有带宽可控、小型化、低色散、高选择性、高功率容量、高Q值、设计和加工简单等特点，同时该带宽可控的双频滤波器，具有较高选择性，可以满足多种通信要求。
【IPC分类】H01P1/208, H01P1/203
【公开号】CN204732507
【申请号】CN201520412450
【发明人】褚庆昕, 张智翀
【申请人】华南理工大学
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年6月15日