專利名稱：一種三頻微波帶通濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用新型耦合結(jié)構(gòu)的三頻微波帶通濾波器，屬于微波通信 設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
作為通信系統(tǒng)中的 一個關(guān)鍵器件，微波濾波器的多頻化設(shè)計成為其中的關(guān) 鍵技術(shù)。通常，在一個寬通帶插入一個阻帶的方法來實現(xiàn)多頻段率微波濾波器,
可以通過一個寬帶帶通濾波器與一個窄帶帶阻濾波器串聯(lián)實現(xiàn)；或者是通過兩 個不同的帶通濾波器并聯(lián)的方法實現(xiàn)，為了實現(xiàn)輸入輸出端的阻抗匹配，通常 需要在端口與濾波器之間插入阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)。但是上述應(yīng)用都是基于單頻段濾 波器的設(shè)計方法，同時外接阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)將導致占用較大的電路面積和更大的 出入損耗，以及設(shè)計的難度。階梯阻抗諧振器由于其電路簡單，諧振器諧振頻 率易控制等特性被廣泛應(yīng)用在帶通濾波器的設(shè)計中。特別是，階梯阻抗諧振器 耦合結(jié)構(gòu)由于其優(yōu)良的特性，以及諧振器的基頻和諧波頻率易控制的特點被廣 泛應(yīng)用到雙頻段微波濾波器的設(shè)計中。但是要實現(xiàn)三個或者更多的通帶時，采 用抽頭式輸入和輸出結(jié)構(gòu)，為了同時達到三個頻段的外部品質(zhì)因數(shù)，外接阻抗 匹配網(wǎng)絡(luò)也難以達到；而釆用間隙耦合結(jié)構(gòu)，所能達到控制頻段也只有兩個。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，設(shè)計一種新的三頻微波帶通濾波器，采用一種較簡單的 耦合方法來實現(xiàn)，即將反向平行耦合結(jié)構(gòu)和間隙耦合結(jié)構(gòu)用于微波濾波器，實 現(xiàn)三頻帶通特性濾波，所得到的濾波器的帶寬不但可以控制，而且反向平行耦 合結(jié)構(gòu)在阻帶能產(chǎn)生的傳輸零點，能有效地改善濾波器的阻帶特性。實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是所述三頻微波帶通濾波器采用兩組不同的階梯 阻抗諧振器，在濾波器的階梯阻抗諧振器(1)和階梯阻抗諧振器(2)之間釆 用反平行耦合線形式，階梯阻抗諧振器(3)和階梯阻抗諧振器(4)之間采用 端耦合形式，輸入和輸出同時釆用間隙耦合形式。階梯阻抗諧振器(1)和階梯 阻抗諧振器(2)為長階梯阻抗諧振器，階梯阻抗諧振器(3)和階梯阻抗諧振 器(4)為短階梯阻抗諧振器。利用長階梯阻抗諧振器耦合形成濾波器的第一和 第三通帶，短階梯阻抗諧振器的耦合形成濾波器的第二通帶。
利用不同的諧振器形成濾波器的三個通帶，采用的耦合形式可以對濾波器 的帶寬實現(xiàn)有效控制。
如圖1所示為反向平行耦合線結(jié)構(gòu)圖，反平行耦合線結(jié)構(gòu)由階梯阻抗諧振 器(1)和階梯阻抗諧振器(2)構(gòu)成，其重疊長度為(6);由于階梯阻抗諧振 器(1)和階梯阻抗諧振器(2)具有雙頻特性，因此具有兩個諧振頻率，形成 濾波器的第一和第三頻段。
如圖2所示為間隙耦合的輸入/輸出結(jié)構(gòu)圖，間隙耦合的輸入和輸出耦合結(jié) 構(gòu)由變細的傳輸線構(gòu)成，其與階梯阻抗諧振器(1)或(2)的距離為(8),重 疊長度為(7)。
如圖3所示為本發(fā)明三頻段微波帶通濾波器的布局示意圖，本發(fā)明采用由 反向平行耦合線結(jié)構(gòu)與間隙耦合輸入/輸出結(jié)構(gòu)組合而成的三頻微波帶通濾波 器。信號從輸入端口 (ll)輸入，由間隙耦合結(jié)構(gòu)分別輸入到由階梯阻抗諧振 器(1)與階梯阻抗諧振器(2)組成的反向平行耦合線結(jié)構(gòu)和由階梯阻抗諧振 器(3)與階梯阻抗諧振器(4)組成的間隙耦合結(jié)構(gòu)，然后再通過間隙耦合結(jié) 構(gòu)耦合到輸出端口 (12)。
由于釆用階梯阻抗諧振器(1)和(2)為長階梯阻抗諧振器，形成了濾波器的第一和第三頻段，諧振器間的距離(5)和重疊長度(6)的改變可以控制 諧振器間的耦合在兩個頻段的強度；增加(5)或者(6)可以使兩個頻段帶寬 增加；距離(5)的取值范圍為0. 1咖-0.8咖，重疊長度(6)的取值范圍為3.2 mm-9. 4mm,第一和第三通帶相對帶寬的典型值分別為7. 5%和3%。采用階梯阻抗 諧振器(3)和(4)為短階梯阻抗諧振器，形成濾波器的第二頻段，濾波器的 帶寬也可以通過改變諧振器之間的間隙寬度來控制，相對帶寬的典型值為4%。 反向平行耦合結(jié)構(gòu)在濾波器的阻帶產(chǎn)生的傳輸零點，改善了濾波器的阻帶特性。 傳輸零點的位置由重疊長度(6)控制；輸入和輸出都釆用間隙耦合的形式，改 變輸入輸出傳輸線與階梯阻抗諧振器(1)或(2)的重疊長度(7)和之間距離 (8),可以調(diào)節(jié)第一和第三兩個頻帶的品質(zhì)因數(shù)，(7)和(8)的取值范圍分別 是2 mm-8 mm和0. 1咖-O. 4 rran;改變輸入輸出傳輸線與階梯阻抗諧振器(3 )或 (4)間的距離(9),可以改變第二頻段的品質(zhì)因數(shù)，(9)越小，外部品質(zhì)因數(shù) 越小，(9)的取值范圍為0. limn-0. 4咖，(10 )的取值范圍是0, 1咖-0. 3咖。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是本發(fā)明在不增加電路面積和加工復 雜度的前提下，釆用階梯阻抗諧振器可以實現(xiàn)對濾波器通帶位置的控制；釆用 間隙耦合結(jié)構(gòu)的濾波器可以實現(xiàn)對濾波器帶寬的控制；采用反向平行耦合線結(jié) 構(gòu)可以在該濾波器的阻帶形成傳輸零點，無需引入交叉耦合，有效地改善濾波 器的阻帶特性；本發(fā)明設(shè)計緊湊，易于集成，電路加工方便。
本發(fā)明可用于微波通信系統(tǒng)實現(xiàn)多頻段共用。


圖l是反向平行耦合線結(jié)構(gòu)圖2是釆用間隙耦合的輸入/輸出結(jié)構(gòu)圖3是三頻段微波帶通濾波器的布局示意圖；圖中(1)為階梯阻抗諧振器；(2)為階梯阻抗諧振器；(3)為階梯阻抗 諧振器；(4)為階梯阻抗諧振器；(5)為諧振器1， 2間距；(6)為諧振器1， 2 重疊長度；(7)為輸入或輸出與諧振器1或2的重疊長度；(8)為輸入或輸出傳 輸線與諧振器1或2的間隙寬度；(9)輸入或輸出傳輸線與諧振器3或4的間隙寬 度；(10)為諧振器3與諧振器4的間距；(ll)為輸入傳輸線；(12)為輸出傳輸
具體實施例方式
本實施例的三頻微波帶通濾波器，釆用反向平行耦合線結(jié)構(gòu)和間隙耦合輸 入輸出結(jié)構(gòu)組合成的結(jié)構(gòu)，如附圖3所示。本實施例階梯阻抗諧振器(1)和階 梯阻抗諧振器(2)為長階梯阻抗諧振器，階梯阻抗諧振器(3)和階梯阻抗諧 振器(4)為短階梯阻抗諧振器。階梯阻抗諧振器(1)和(2)間的距離(5) 為0. 25咖，其重疊長度(6 )為5. 6咖；輸入輸出傳輸線(11)或(l2 )與諧振 器(1 )或(2 )的重疊長度(7 )為7. 7 mm,距離(8 )為0. 2 mm;輸入輸出傳輸 線(11)或(12)與階梯阻抗諧振器(3)或(4)間的距離(9)為0.25鵬； 階梯阻抗諧振器(3)與(4)之間的距離(10)為0. 15nim。
信號由輸入傳輸線(11)端口輸入，由間隙耦合結(jié)構(gòu)分別輸入到反向平行 耦合結(jié)構(gòu)合端耦合諧振器結(jié)構(gòu)，然后又通過間隙耦合結(jié)構(gòu)耦合到輸出傳輸線 (12)端口。
本發(fā)明實施例經(jīng)檢測，實施例三頻微波帶通濾波器的第一，第二和第三個頻段的 品質(zhì)因數(shù)分別是6、 15和11.2。
權(quán)利要求
1、一種三頻微波帶通濾波器，由階梯阻抗諧振器組成，其特征在于，所述三頻微波帶通濾波器采用兩組不同的階梯阻抗諧振器，在濾波器的階梯阻抗諧振器(1)和階梯阻抗諧振器(2)之間采用反平行耦合線形式，階梯阻抗諧振器(3)和階梯阻抗諧振器(4)之間采用端耦合形式，輸入和輸出同時采用間隙耦合形式；利用長階梯阻抗諧振器耦合形成濾波器的第一和第三通帶，短階梯阻抗諧振器的耦合形成濾波器的第二通帶；利用不同的諧振器形成濾波器的三個通帶，采用的耦合形式可以對濾波器的帶寬實現(xiàn)有效控制。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種三頻微波帶通濾波器，其特征在于，所述階 梯阻抗諧振器(1)和階梯阻抗諧振器(2)為長階梯阻抗諧振器，階梯阻抗諧 振器(3)和階梯阻抗諧振器(4)為短階梯阻抗諧振器；
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種三頻微波帶通濾波器，其特征在于，所述耦 合形式的有效控制，階梯阻抗諧振器(1)與階梯阻抗諧振器(2)之間的距離(5)和重疊長度(6)的改變可以控制諧振器間的耦合在兩個頻段的強度。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種三頻微波帶通濾波器，其特征在于，所述耦 合形式的有效控制，改變輸入輸出傳輸線與階梯阻抗諧振器(1)或階梯阻抗諧 振器(2)的重疊長度(7)和距離(8),可以調(diào)節(jié)第一和第三兩個頻帶的品質(zhì) 因數(shù)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種三頻微波帶通濾波器，其特征在于，所述耦 合形式的有效控制，改變輸入輸出傳輸線與階梯阻抗諧振器(3)或階梯阻抗諧 振器(4)間的距離(9),可以改變第二頻段的品質(zhì)因數(shù)。
全文摘要
一種三頻微波帶通濾波器，該微帶三頻帶通濾波器采用兩組不同的階梯阻抗諧振器，在濾波器的長階梯阻抗諧振器(1)和長階梯阻抗諧振器(2)之間采用反平行耦合線形式，短階梯阻抗諧振器(3)和短階梯阻抗諧振器(4)之間采用端耦合形式，輸入和輸出同時采用間隙耦合形式。利用長階梯阻抗諧振器耦合形成濾波器的第一和第三通帶，短階梯阻抗諧振器的耦合形成濾波器的第二通帶。利用不同的諧振器形成濾波器的三個通帶，采用的耦合形式可以對濾波器的帶寬實現(xiàn)有效控制。本發(fā)明可應(yīng)用于微波通信系統(tǒng)。
文檔編號H01P1/20GK101662056SQ20091018600
公開日2010年3月3日 申請日期2009年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月9日
發(fā)明者官雪輝, 杉 王 申請人:華東交通大學