專利名稱：階躍阻抗諧振器雙環(huán)級聯(lián)型雙模帶通濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型可應(yīng)用于移動通信系統(tǒng)的射頻前端，可以顯著增加系統(tǒng)的帶外雜散抑
制度和阻帶寬度，并在通帶內(nèi)保持低插入損耗，是一種高性能的微波帶通濾波器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代移動通信技術(shù)系統(tǒng)對射頻前端的性能提出了越來越高的要求，而位于射頻最前端的濾波器在很大程度上影響到系統(tǒng)的發(fā)射功率和信噪比。微帶雙模濾波器以其低成本、易于加工和實現(xiàn)方式靈活等優(yōu)點備受矚目。由于其自身具有的雙調(diào)諧特性，體積比相同階數(shù)的濾波器減半。但是，普通微帶雙模濾波器插入損耗較大，并且其固有的二次諧波會惡化濾波器的雜散抑制特性，并造成近邊帶響應(yīng)的不對稱。上述缺點限制了普通微帶雙模濾波器的應(yīng)用。 為了抑制微帶環(huán)形濾波器的雜散響應(yīng)，通常采用慢波結(jié)構(gòu)、諸如DGS和spurline等陷波結(jié)構(gòu)和采用具有模式抑制的諧振器。但是，第一種技術(shù)會減少濾波器的帶寬，而后兩種則會引入附加的結(jié)構(gòu)，不但使電路規(guī)模變大，而且惡化通帶內(nèi)的傳輸特性，增加插入損耗。還有的技術(shù)將兩個雙膜諧振器用微帶線級聯(lián)形成高階濾波器，但是該微帶線和與之相連的耦合結(jié)構(gòu)會造成附加的雜散響應(yīng)，惡化通帶內(nèi)外的頻率響應(yīng)特性。

發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問題本實用新型提出一種階躍阻抗諧振器雙環(huán)級聯(lián)型雙模帶通濾波器，該結(jié)構(gòu)具有插入損耗低、雜散抑制度高和阻帶寬度大等特點。結(jié)構(gòu)簡單，易于制造加工和與平面電路集成，適用于各種移動通信射頻前端。 技術(shù)方案本實用新型在雙模諧振器的基礎(chǔ)上，提出了一種新型級聯(lián)微帶雙模濾波器。該濾波器可以得到比傳統(tǒng)微帶更大的端口耦合量，從而降低插入損耗。同時，該濾波器特有的耦合結(jié)構(gòu)可以非常有效的抑制寄生雜散響應(yīng)，增加阻帶寬度。此外，該濾波器結(jié)構(gòu)簡單，易于大規(guī)模制造，尤其適用于移動通信射頻前端的設(shè)計。 本實用新型的階躍阻抗諧振器雙環(huán)級聯(lián)型雙模帶通濾波器制作在在微波介質(zhì)基片上，包括兩個對稱的SIR方環(huán)形諧振器，每一個SIR方環(huán)形諧振器包括一個輸入端口 L形耦合結(jié)構(gòu)、 一個輸出端口的L形耦合結(jié)構(gòu)、微擾元素和50歐姆輸入輸出端口饋線；輸入端口L形耦合結(jié)構(gòu)和輸出端口的L形耦合結(jié)構(gòu)分別位于SIR方環(huán)形諧振器的對角線外側(cè)，微帶連接線的兩端分別連接相鄰的一個SIR方環(huán)形諧振器外側(cè)的輸入端口L形耦合結(jié)構(gòu)和另一個SIR方環(huán)形諧振器外側(cè)的輸出端口的L形耦合結(jié)構(gòu)，不相鄰的SIR方環(huán)形諧振器輸入端口 L形耦合結(jié)構(gòu)和輸出端口的L形耦合結(jié)構(gòu)分別與50歐姆輸入輸出饋線相連；微擾元素位于SIR方環(huán)形諧振器內(nèi)角上。 方環(huán)形諧振腔是周長為中心頻率上的一個波長的封閉微帶線。 輸入端口 L形耦合結(jié)構(gòu)由終端開路的微帶線構(gòu)成，其彎曲方向與方環(huán)形諧振器的
外沿一致。
3[0009] 微擾元素由方形微帶貼片構(gòu)成。[0010] 有益效果 1.提高帶通濾波器的端口耦合量，降低帶內(nèi)插入損耗。在需要強耦合的場合，可以克服耦合縫隙過小帶來的制造工藝上的限制。 2.利用耦合結(jié)構(gòu)完全抑制濾波器的二次諧波，從而改善近邊帶的響應(yīng)對稱性。[0013] 3.具有陡峭的過度帶和很寬的無雜散阻帶寬度。 4.結(jié)構(gòu)簡單，采用普通平面印刷電路工藝制作，重復(fù)性好，適合標準化生產(chǎn)和與各種平面電路的集成。

圖1是L型耦合結(jié)構(gòu)雙模微帶帶通濾波器示意圖。 圖中包括SIR方環(huán)形諧振腔1、輸入端口的L形耦合結(jié)構(gòu)2、微帶連接線3、輸出端口的L形耦合結(jié)構(gòu)4、微擾結(jié)構(gòu)5和50歐姆輸入和輸出端口饋線6。[0017] 圖2為實施實例1的近邊帶傳輸系數(shù)測量結(jié)果，[0018] 圖3為實施實例1的近邊帶反射系數(shù)測量結(jié)果。
具體實施方式本實用新型基于級聯(lián)型雙模微帶濾波器由SIR(階躍阻抗諧振器)方環(huán)形雙模微帶諧振器、L形微帶耦合結(jié)構(gòu)和諧振器連接微帶線構(gòu)成。 SIR方環(huán)形微帶諧振器由封閉環(huán)形微帶線構(gòu)成。該諧振器中部的微帶線寬度與四角的微帶線寬度不同，從而構(gòu)成SIR諧振器。在該結(jié)構(gòu)的對角線上放置方形貼片作為微擾元素，使得上述的一對簡并模之間產(chǎn)生耦合。調(diào)整微擾貼片的大小和諧振器與耦合臂之間的縫隙寬度，可以構(gòu)成滿足一定性能要求的二階濾波器，使得電路規(guī)?？s小。50歐姆微帶輸入和輸出饋線直接與L形耦合結(jié)構(gòu)連接，該耦合結(jié)構(gòu)與SIR方環(huán)形微帶諧振器作平行耦合。兩個級聯(lián)的SIR方環(huán)形微帶諧振器則通過L形耦合結(jié)構(gòu)和一段微帶傳輸線連接。[0021] 調(diào)節(jié)諧振器中部的微帶線與四角的微帶線寬度比，可以改變SIR方環(huán)形微帶諧振器的阻抗比，從而改變該諧振器二次諧波和基波的頻率比。當該頻率比低于普通方環(huán)形諧振器時，L形耦合結(jié)構(gòu)在滿足充分抑制二次諧波的條件下，可以有更大的長度。這樣，采用L形耦合結(jié)構(gòu)，SIR方環(huán)形微帶諧振器就可以獲得比普通方環(huán)形諧振器更大的耦合量，更低的插入損耗和更寬的頻帶。在需要較窄頻帶的場合，可以通過改變阻抗比、微擾元素的大小及L形耦合結(jié)構(gòu)的長度來獲得需要的頻率響應(yīng)特性。 將兩個SIR方環(huán)形雙模微帶諧振器經(jīng)過各自的L形微帶耦合結(jié)構(gòu)并由一段微帶傳輸線連接，可以構(gòu)成高階濾波器。該微帶線和與之相連的耦合結(jié)構(gòu)會造成附加的雜散響應(yīng)。調(diào)整L形微帶耦合結(jié)構(gòu)和SIR方環(huán)形雙模微帶諧振器的相對位置，可以改變雙模微帶諧振器各自的頻率響應(yīng)中近邊帶傳輸零點的位置，對消雜散響應(yīng)，獲得很大的無雜散阻帶寬度。[0023] 該濾波器的設(shè)計基于平面印刷電路工藝，微帶端口饋電，無任何附加電路，體積小巧，結(jié)構(gòu)簡單，易于生產(chǎn)。 該新型SIR雙環(huán)級聯(lián)型雙模帶通濾波器由SIR方環(huán)形諧振腔1、輸入端口的L形耦合結(jié)構(gòu)2、微帶連接線3、輸出端口的L形耦合結(jié)構(gòu)4、微擾結(jié)構(gòu)5和50歐姆輸入和輸出端口饋線6組成。在設(shè)計時應(yīng)做以下考慮 l)L形耦合臂的彎曲方向應(yīng)與方環(huán)形諧振器的外沿一致，從而保證耦合強度。[0026] 2)方環(huán)形微帶諧振器的周長應(yīng)等于中心頻率上相等寬度微帶傳輸線的一個波長。[0027] 3)L形耦合臂的長度應(yīng)近似等于中心頻率上相等寬度微帶傳輸線的1/8波長，從而保證在方環(huán)諧振器的二次諧波頻點上的傳輸特性有足夠大的抑制。(4)通過調(diào)整連接兩個L形耦合結(jié)構(gòu)的微帶線的長度，可以獲得理想的通帶內(nèi)頻率傳輸特性(5)通過調(diào)節(jié)L形耦合臂和方環(huán)形諧振腔之間的相對位置、耦合縫隙大小及微擾元素面積可以改變?yōu)V波器的帶寬和近邊帶傳輸零點的位置，獲得理想的帶外頻率傳輸特性。 實施例基于新型的L型耦合結(jié)構(gòu)的雙模微帶帶通濾波器，中心頻率在3. 5GHz，3dB相對帶寬為20%，通帶內(nèi)最小插入損耗為1. 52dB。 濾波器結(jié)構(gòu)如圖l所示。本實施實例的中濾波器采用的介質(zhì)基片材料為TLX-8-0310板材，介電常數(shù)為2. 55，正切角損耗為0. 002，厚度為0. 7874mm。實施實例1的寬頻帶傳輸系數(shù)和寬頻帶反射系數(shù)測量結(jié)果分別如圖2 圖3所示。
權(quán)利要求一種階躍阻抗諧振器雙環(huán)級聯(lián)型雙模帶通濾波器，其特征在于該濾波器制作在在微波介質(zhì)基片上，包括兩個對稱的SIR方環(huán)形諧振器(1)，每一個SIR方環(huán)形諧振器(1)包括一個輸入端口L形耦合結(jié)構(gòu)(2)、一個輸出端口的L形耦合結(jié)構(gòu)(4)、微擾元素(5)和50歐姆輸入輸出端口饋線(6)；輸入端口L形耦合結(jié)構(gòu)(2)和輸出端口的L形耦合結(jié)構(gòu)(4)分別位于SIR方環(huán)形諧振器(1)的對角線外側(cè)，微帶連接線(3)的兩端分別連接相鄰的一個SIR方環(huán)形諧振器(1)外側(cè)的輸入端口L形耦合結(jié)構(gòu)(2)和另一個SIR方環(huán)形諧振器(1)外側(cè)的輸出端口的L形耦合結(jié)構(gòu)(4)，不相鄰的SIR方環(huán)形諧振器(1)輸入端口L形耦合結(jié)構(gòu)(2)和輸出端口的L形耦合結(jié)構(gòu)(4)分別與50歐姆輸入輸出饋線(6)相連；微擾元素(5)位于SIR方環(huán)形諧振器(1)內(nèi)角上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的階躍阻抗諧振器雙環(huán)級聯(lián)型雙模帶通濾波器，其特征為方環(huán)形諧振腔(1)是周長為中心頻率上的一個波長的封閉微帶線。
3 根據(jù)權(quán)利要求2所述的階躍阻抗諧振器雙環(huán)級聯(lián)型雙模帶通濾波器，其特征為輸入端口 L形耦合結(jié)構(gòu)(2)由終端開路的微帶線構(gòu)成，其彎曲方向與方環(huán)形諧振器(1)的外沿一致。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的階躍阻抗諧振器雙環(huán)級聯(lián)型雙模帶通濾波器，其特征為微擾元素(3)由方形微帶貼片構(gòu)成。
專利摘要階躍阻抗諧振器雙環(huán)級聯(lián)型雙模帶通濾波器制作在在微波介質(zhì)基片上，輸入端口L形耦合結(jié)構(gòu)(2)和輸出端口的L形耦合結(jié)構(gòu)(4)分別位于SIR方環(huán)形諧振器(1)的對角線外側(cè)，微帶連接線(3)的兩端分別連接相鄰的一個SIR方環(huán)形諧振器(1)外側(cè)的輸入端口L形耦合結(jié)構(gòu)(2)和另一個SIR方環(huán)形諧振器(1)外側(cè)的輸出端口的L形耦合結(jié)構(gòu)(4)，不相鄰的SIR方環(huán)形諧振器(1)輸入端口L形耦合結(jié)構(gòu)(2)和輸出端口的L形耦合結(jié)構(gòu)(4)分別與50歐姆輸入輸出饋線(6)相連；微擾元素(5)位于SIR方環(huán)形諧振器(1)內(nèi)角上。該結(jié)構(gòu)可以得到比傳統(tǒng)微帶更大的端口耦合量，從而降低插入損耗，同時具有陡峭的過渡帶和很寬的無雜散阻帶。
文檔編號H01P1/203GK201523059SQ20092023149
公開日2010年7月7日 申請日期2009年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月31日
發(fā)明者周健義, 張雷, 洪偉 申請人:東南大學