一种三维蛇形线谐振器腔体滤波器的制作方法

本发明属于电子元器件技术领域，尤其涉及到一种三维蛇形线谐振器腔体滤波器。

背景技术：

现有技术中的微波滤波器领域通常采用平行耦合结构实现特定频段的滤波功能。微波滤波器领域，通常采用平行耦合结构实现特定频段的滤波功能。图1是一种典型的交指滤波器结构，相邻的谐振器短路端接在相对的腔壁上，开路端指向相反，谐振器间相互平行，形似交错的手指，故名交指滤波器。由于平行耦合交指滤波器的谐振杆长度近似等于λ0/4，其应用于低频段时，往往谐振器较长，滤波器体积较大，对于小型化应用而言，不具备优势。同时该结构第二寄生通带中心频率将出现在3ω0，在阻带带宽要求高的场合，寄生通带出现在3ω0处是远远不够的。如果在该结构中开路端人为引入端电容，将有利于缩短谐振器长度，成为电容加载交指滤波器，滤波器的寄生通带也会更加远离中心频带。典型交指滤波器的回波损耗(s11)和插入损耗(s21)曲线如图2所示。

图3为经典梳线滤波器结构，同样有上述缺点，由于谐振器为平行直线结构，不利于滤波器小型化，对应的四谐振器梳线滤波器回波损耗(s11)及插入损耗(s21)曲线见图4。

如果能提供一种性能好，且空间占用小的滤波器将是十分有意义的。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供了一种三维蛇形线谐振器腔体滤波器，所述滤波器内设置有若干耦合谐振器，所述耦合谐振器沿着长度方向具有若干弯折，所述耦合谐振器一端加载有平板电容。

进一步的，所述耦合谐振器弯折为方波形。

进一步的，所述耦合谐振器弯折为波浪形。

进一步的，所述平板电容表面形态呈正方形或者菱形或者圆形或者椭圆形。

进一步的，各个耦合谐振器的形态相同或者不同。

进一步的，每个耦合谐振器与相邻耦合谐振器的摆放形态呈梳线结构或不同呈交指结构。

进一步的，各个耦合谐振器的弯折形态相同，相邻谐振器的放置形态是相邻谐振器旋转-90°或者90°或者180°后呈现的形态。

附图说明

图1为现有技术中四谐振器交指滤波器结构图。

图2为现有技术中四谐振器交指滤波器回波损耗(s11)及插入损耗(s21)曲线。

图3为现有技术中梳线滤波器结构图。

图4为四谐振器梳线滤波器回波损耗(s11)及插入损耗(s21)曲线。

图5为平板电容加载三维蛇形线谐振器示意图。

图6为三维蛇形线交指滤波器结构。

图7为三维蛇形线梳线滤波器结构。

图8为三维蛇形线交指滤波器回波损耗和插入损耗曲线。

图9为三维蛇形线梳线滤波器回波损耗和插入损耗曲线。

具体实施方式

本发明通过将平行耦合谐振器进行折叠形成三维蛇形线结构实现腔体滤波器小型化。

本发明提所述滤波器内设置有若干耦合谐振器，所述耦合谐振器沿着长度方向具有若干弯折，各个弯折的部分可以等长或者不等长。所述耦合谐振器一端加载有平板电容。进一步的，所述耦合谐振器弯折为方波形。

优选的，所述耦合谐振器弯折还可以为波浪形或蛇形线型。

如图5所示为谐振器结构示例，该结构采用“弓”字形三维蛇形谐振器并加载平板电容，可实现谐振器的小型化。该谐振器加载的平板电容不限于图5所示的长方形结构，也可以是正方形、菱形、圆形、椭圆等结构。

进一步的，各个耦合谐振器的形态相同或者不同。对排列也无要求。实践中，可以分为以下两种情况：

1.各个耦合谐振器的弯折形态相同，且每个耦合谐振器与相邻耦合谐振器的摆放形态相同。

2.各个耦合谐振器的弯折形态相同，相邻谐振器的放置形态是相邻谐振器旋转-90°或者90°或者180°后呈现的形态。如图6、7所示。利用发明的图6为利用平板电容加载三维蛇形线结构实现的交指滤波器结构图，滤波器采用四个谐振器，其中两个谐振器的短路端接上腔壁，另外两个谐振器的短路端接下腔壁，四个谐振器交错形成交指结构，通过直接耦合构成带通滤波器。应当理解，滤波器的阶数不限于4阶，也可以是其他阶数，可以改变内部谐振器的相对位置和排列方向改变耦合量大小形成不同的滤波器。

图7为利用平板电容加载三维蛇形线结构实现的梳线滤波器结构图，滤波器采用4个谐振器，4个谐振器短路端接下腔壁，顶端加载平板电容，通过直接耦合构成梳线结构带通滤波器。当然，滤波器阶数也不仅限于4阶，可以是其他阶数，谐振器可以相对旋转-90°、90°、180°排列。

本发明的实验效果描述：

利用上述技术发明了一个四阶带通滤波器，结构如图6所示，中心频率为3.25ghz，绝对带宽300mhz，采用该谐振结构后滤波器谐振器的长度在13mm，而采用传统平行耦合结构实现的同类滤波器谐振器长度在λ0/4左右，对应3.25ghz的谐振器长度为19mm，相对而言发明的结构使得谐振器长度减小了31.6%。同时，对比图2与图8可见由于在三维蛇形线开路短加载平板电容，滤波器的第二寄生通带中心频率被推远到3ω0之外到达3.5ω0处，增加了阻带带宽。该滤波器的回波损耗（s11）和插入损耗曲线（s21）如图8所示。

利用上述技术亦可实现梳线结构滤波器，结构如图7所示，中心频率为3.25ghz，绝对带宽200mhz，采用该谐振结构后滤波器谐振器的长度在13mm，而采用传统平行耦合结构实现的同类滤波器谐振器长度在λ0/4左右，对应3.25ghz的λ0/4为20.3mm，相对而言发明的结构使得谐振器长度减小了36%。同时，比较图4与图9可见，由于在三维蛇形线开路短加载平板电容，滤波器的第二寄生通带中心频率被推远到3ω0之外到达3.5ω0处，增加了阻带带宽。

本发明不仅缩小了滤波器的体积，还使得性能得到提高，具有极大的应用价值。

技术特征：

技术总结
本发明提供了一种三维蛇形线谐振器腔体滤波器，所述滤波器内设置有若干耦合谐振器，所述耦合谐振器沿着长度方向具有若干弯折，所述耦合谐振器一端加载有平板电容。本发明不仅缩小了滤波器的体积，还使得性能得到提高，具有极大的应用价值。

技术研发人员：马宁;王睿;高阳;廖翱;舒攀林
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第二十九研究所
技术研发日：2017.07.24
技术公布日：2017.11.28