带有槽线谐振器的滤波电路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种带有槽线谐振器的滤波电路，更具体地涉及一种特别适于在传统 的单层或多层基板上制造选择滤波器的紧凑滤波电路。本发明还涉及包括这样的电路的带 通滤波器，这些滤波器尤其但非排他性地适于无线或移动通信设备。
【背景技术】
[0002] 随着对新服务的增长的需求，用于移动通信和在家庭网络中使用的设备必须能够 以不同的频率并且根据若干标准来工作。在该情况下，为了保持与这些不同的标准相对应 的信号的完整性，需要使用高品质因数谐振器构成的极窄带滤波器。
[0003] 实现这样的滤波器一般需要在一方面即滤波器的电气性能与另一方面即其成本 和大小之间的折衷。滤波器的性能通常取决于所使用的谐振器的品质因数Q。品质因数越 高，滤波器的性能越好。然而，高品质因数Q涉及使用成本高的技术，并且所实现的滤波器， 例如SMD(表面安装器件）技术，多数往往是庞大的，很难符合移动设备的需要。
[0004] 然而，在印刷电路的技术中，通常使用带有微带线的谐振器，近来出现了新的槽线 谐振器，用于制造滤波器。这些谐振器的主要优点是，非常易于将诸如电容器、电阻器或变 容二极管这样的电子组件集成到它们中，以控制它们的品质因数Q或它们的谐振频率。然 而，必须特别注意槽结构中的辐射损耗。而且，从印刷电路上的诸如微带线或共面线这样的 标准传输线激励它们不是那么简单。
[0005] 为了低成本和高度紧凑的滤波器的设计，可以将这些螺旋槽线谐振器中的若干耦 合。但是，调整谐振器的耦合不是非常简单，并且可能难以获得谐振器的高耦合，因为谐振 器受制于物理（与谐振器的结构的几何形状有关）和技术（受限于制造公差）的限制。
[0006] 考虑以上情况设计了本发明。
【发明内容】
[0007] 本发明的第一方面提供一种滤波电路，其包含在电介质基板上并排布置的至少两 个槽线谐振器，所述电介质基板具有配备导电层（conductive layer)的第一表面和第二平 行表面，所述至少两个谐振器中的每个包含：
[0008] -槽线，被蚀刻在导电层中，并且根据具有多圈的螺旋图案来折叠（fold)，具有使 槽线具有明显平行或同心的部分的形状因数，
[0009] 其中，每个谐振器的螺旋图案的至少一圈包含至少一个间断，所述至少两个槽线 谐振器的间断以增加所述至少两个槽线谐振器之间的电磁耦合的方式来布置。
[0010] 两个槽线谐振器具有用于电磁耦合的邻近边缘，每个槽线包括相应的邻近边缘处 的親合部分以及与邻近边缘相对的至少一个未親合（uncoupled)部分。未親合部分平行于 邻近边缘，并且从邻近边缘隔开。螺旋图案的圈的所述至少一个间断可以设置在槽线的所 述未親合部分中。
[0011] 根据本发明的实施例，可以通过在谐振器的螺旋图案中创建间断来增加两个谐振 器之间的耦合。
[0012] 谐振器之间的电磁耦合的级别的增加可以降低滤波器的传输损耗。
[0013] 根据具体实施例，滤波电路包含两个槽线谐振器，并且所述两个槽线谐振器的螺 旋图案明显地一致，所述螺旋图案中的一个相对于所述螺旋图案中的另一个转动180°。
[0014] 螺旋图案的这种配置可以提供两个螺旋图案的邻近部分中的强级别的电场。
[0015] 根据具体实施例，所述两个槽线谐振器的螺旋图案具有邻近边缘，由此实现电磁 耦合，并且每个螺旋图案包含毗邻邻近边缘的、被称为耦合的部分以及毗邻与邻近边缘相 对的边缘的、被称为未耦合的至少一个其他部分，螺旋图案的圈的所述至少一个间断存在 于螺旋图案的所述未耦合部分中。
[0016] 根据具体实施例，所述至少两个槽线谐振器的螺旋图案被布置为使得当槽线谐振 器被激励时，最高的电场值存在于所述耦合部分中，并且其中所述耦合部分中的电场是同 相的（具有相同方向）。
[0017] 根据具体实施例，螺旋图案的每圈包括间断。
[0018] 根据具体实施例，螺旋图案的间断在链接螺旋图案中心的轴上对齐。
[0019] 根据具体实施例，螺旋图案具有一般的矩形或正方形形状。
[0020] 根据具体实施例，螺旋图案包含至少三圈。
[0021] 根据具体实施例，在基板上实现至少一个供电（supply)结构以对输入和输出谐 振器的槽线供电。例如，可以在基板的第二面上实现至少一个供电结构。
[0022] 根据具体实施例，供电结构实现在基板的第二面上并且包含位于螺旋图案之下的 补片（patch)，所述补片由贯穿电介质基板的过孔（via)链接到槽线。
[0023] 根据具体实施例，每个槽线谐振器的过孔明显地位于谐振器的螺旋图案的中心。
[0024] 本发明的实施例提出一种滤波电路，其包含至少两个槽线谐振器，并且被布置为 降低滤波期间的传输损耗。
[0025] 本发明的实施例提出一种槽线谐振器的布置，其使能获得谐振器的强耦合，同时 并排地布置它们而不使它们过于接近，以便能够在标准的大规模生产线上并且用低成本基 板来实现滤波器。
[0026] 本发明的另外的方面涉及一种带通滤波器，其包含根据本发明第一方面的任何实 施例所述的至少一个滤波器件。
[0027] 本发明的另外的方面涉及一种电子设备，其包含根据本发明第一方面的任何实施 例所述的至少一个滤波器件。
[0028] 通过阅读下面的示例，还可以对本领域的技术人员呈现其他优点，示例由作为图 示给出的附图来例示。
【附图说明】
[0029] 图1示出根据现有技术的滤波电路的简化图，其包括根据螺旋图案折叠的两个槽 线谐振器；
[0030] 图2示出图1的滤波电路的槽线谐振器的剖面图，所述槽线滤波器被实现在以两 个导电层为特征的电介质基板上；
[0031] 图3示出图2的谐振器的基板的第一导电层的视图；
[0032] 图4示出图2的谐振器的基板的第二导电层的视图；
[0033] 图5示出例示图1的滤波电路的S的响应（response in S)的曲线图；
[0034] 图6示出滤波电路的剖面图，其中堆叠槽线谐振器；
[0035] 图7例示现有技术的槽线谐振器的螺旋图案的图；
[0036] 图8例示根据本发明第一实施例的槽线谐振器的螺旋图案的图，每个螺旋图案的 圈都包括间断（discontinuity);
[0037] 图9示出例示使用图8的图案的滤波电路的S的响应关于使用图7的图案的滤波 电路的S的响应的曲线图；
[0038] 图10是根据本发明的滤波电路的透视图，其示出槽线谐振器的补片之间的距离 g ;
[0039] 图11示意性地示出沿着现有技术的图7的螺旋图案槽线的电场强度；
[0040] 图12示出螺旋图案的另外的配置；
[0041] 图13示意性地示出沿着图12的螺旋图案槽线的电场强度；
[0042] 图14示出例示使用图13的图案的滤波电路的S的响应的曲线图；
[0043] 图15示意性地示出沿着图8的螺旋图案槽线的电场强度；
[0044] 图16示出例示在对后者的元件调整大小使得滤波器的中心频率约为5GHz之后使 用图8的图案的S的响应的曲线图；
[0045] 图17例示根据本发明的第二实施例的槽线谐振器的螺旋图案；
[0046] 图18示出例示使用图17的图案的滤波电路的S的响应的曲线图；
[0047] 图19例示根据本发明的第三实施例的槽线谐振器的螺旋图案；
[0048] 图20示出例示使用图19的图案的滤波电路的S的响应的曲线图；
[0049] 图21例示根据本发明的第四实施例的槽线谐振器的螺旋图案；
[0050] 图22例示根据本发明的第五实施例的槽线谐振器的螺旋图案。
【具体实施方式】
[0051] 图1示出两个耦合的谐振器R1和R2的简化图，它们被并排地布置以形成滤波器。 两个谐振器中的每个都是螺旋槽线谐振器，如在图2至图4中示意性地示出的那样。这些 图更具体地示出谐振器R1。例如在第1450769号法国专利申请中描述了这样的谐振器。
[0052] 谐振器在电介质基板上实现，电介质基板的特征在于其每个面均为导电层。图2 至图4分别示出在其上实现谐振器的基板的剖面图、基板的下面（lower face)的视图和上 面（upper face)的视图。
[0053] 更具体地，电介质基板1在其一个面上配备导电层2,其中已经以螺旋图案3蚀刻 出槽线。该槽线具有宽度Ws和长度L，其随着谐振器的工作频率而改变。在与导电层2相 对的基板的面上，实现由导电层构成的补片4。该补片4为非谐振的，并且参与对槽线进行 馈送中。其具有宽度Wp和长度Dp，并且覆盖螺旋图案，如图3中的虚线所示。而且，以螺旋 图案折叠槽线3,使得两个平行槽之间的间距等于Gs。如图2所示，螺旋图案3与补片4互 连，由镀金属的过孔7形成微带线/共面波导过渡。另一方面，补片4连接到馈线5,馈线5 一般是50欧姆阻抗的线。补片4经由阻抗变换器6的中介连接到50欧姆线5,使得由补片 提供的阻抗对应于馈线5的阻抗。
[0054] 下面的表1给出为了获得接近5GHz的频率的谐振器而对谐振器的不同元件的长 度和宽度使用的值。
[0055]
[0056] 表 1
[0057] 在这个实施例中，槽线明显地按照正方形的图案折叠成螺旋，并且在其中心由到 金属补片4的过孔7来激励，所述补片由馈线5供电。对于所指出的尺寸，谐振器以5. 11GHz 的频率谐振。
[0058] 对于图1所示的滤波电路，谐振器R1的馈线形成滤波器的输入，而针对谐振器R2 的馈送形成滤波器的输出。
[0059] 在图5中示出包含先前定义的两个谐振器R1和R2的图1的滤波器的S的响应。 S(l，1)示出滤波器的插入损耗，并且S (2, 1)示出滤波器的传输损耗。滤波器的中心频率对 应于谐振器R1和R2的谐振频率，即5.