本發(fā)明涉及微波通信技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種應(yīng)用于射電天文的準(zhǔn)橢圓陷波濾波器。

背景技術(shù)：

隨著通信產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，各種通信標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)存在，頻譜資源變得越來越緊張，對于現(xiàn)代射電天文觀測來說，射頻干擾抑制技術(shù)成為前所未有的一種技術(shù)挑戰(zhàn)。而抑制干擾頻率的方法之一是在位于射電天文望遠(yuǎn)鏡前端的低噪放大器之前插入一個(gè)高Q值的陷波濾波器。

然而，目前位于射電天文望遠(yuǎn)鏡前端內(nèi)的陷波濾波器的阻帶特性較差，無法很好地滿足射電天文觀測的要求，而且，在射電天文觀測中，由于抑制的頻段較低，例如，民航通信專用頻段(1785-1805MHz)和中國移動GSM下行頻段(1805-1820MHz)，采用的陷波濾波器尺寸，這對射電天文望遠(yuǎn)鏡前端的集成度提出了更高的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供基于左右手零階電路的高溫超導(dǎo)陷波濾波器。

本發(fā)明解決上述問題的技術(shù)方案是提供了一種應(yīng)用于射電天文的準(zhǔn)橢圓陷波濾波器，包括：

主傳輸線、第一諧振器、第二諧振器、第三諧振器、第四諧振器、輸入端和輸出端，且所述第一諧振器、所述第二諧振器、所述第三諧振器和所述第四諧振器的諧振頻率相同；

所述輸入端和所述輸出端分別與所述主傳輸線的兩端連接，所述第一諧振器、所述第二諧振器、所述第三諧振器和所述第四諧振器依次設(shè)置在所述主傳輸線的一側(cè)且與所述主傳輸線縫隙耦合，以在所述輸入端饋入電磁信號以及所述輸出端饋出電磁信號時(shí)，形成一阻帶；

所述第一諧振器與所述第四諧振器之間設(shè)置有一交叉耦合機(jī)構(gòu)，以使所述第一諧振器與所述第四諧振器耦合連接，在所述阻帶兩側(cè)分別產(chǎn)生一傳輸零點(diǎn)，進(jìn)而所述阻帶具有準(zhǔn)橢圓響應(yīng)。

其中，所述交叉耦合機(jī)構(gòu)包括第一從傳輸線、第二從傳輸線和交趾結(jié)構(gòu)，所述第一從傳輸線與所述第二從傳輸線呈左右對稱設(shè)置，所述交趾結(jié)構(gòu)設(shè)置于所述第一從傳輸線的一端與所述第二從傳輸線的一端之間。

其中，所述第一從傳輸線的另一端與所述第一諧振器縫隙耦合于所述主傳輸線的耦合部連接，所述第二從傳輸線的另一端與所述第四諧振器縫隙耦合于所述主傳輸線的耦合部連接。

其中，所述交趾結(jié)構(gòu)包括第一連接部、第二連接部、第一交趾、第二交趾、第三交趾和第四交趾，所述第一連接部與所述第一從傳輸線的一端連接，所述第二連接部與所述第二從傳輸線的一端連接，所述第一交趾、第二交趾、第三交趾和第四交趾依次耦合連接，且所述第一交趾和第二交趾分別與所述第一連接部連接，所述第三交趾和所述第四交趾分別與所述第二連接部連接。

其中，所述第一從傳輸線和所述第二從傳輸線均為連續(xù)彎折的微帶線，且所述第一從傳輸線和所述第二從傳輸線的電長度為365°。

其中，所述第一從傳輸線和所述第二從傳輸線均包括第一從傳輸部、第二從傳輸部以及用于將所述第一從傳輸部連接到所述第二從傳輸部的連續(xù)彎折部，所述連續(xù)彎折部減少所述第一從傳輸線在所述第一從傳輸部的方向上的尺寸。

其中，所述主傳輸線為彎折的微帶線。

其中，所述主傳輸線包括第一主傳輸部、第二主傳輸部、第三主傳輸部、第四主傳輸部以及將所述第一主傳輸部、所述第二主傳輸部、所述第三主傳輸部和所述第四主傳輸部依次相互連接的第一彎折部、第二彎折部和第三彎折部；所述第一彎折部與所述第三彎折部呈左右對稱設(shè)置，所述第二彎折部左右對稱。

其中，所述第一諧振器、所述第二諧振器、所述第三諧振器和所述第四諧振器均為螺旋型諧振器。

其中，所述螺旋型諧振器由電長度相同的半波長均勻阻抗微帶線螺旋而成，所述第一諧振器、所述第二諧振器和所述第三諧振器的螺旋方向相同，且所述第四諧振器與所述第一諧振器、所述第二諧振器和所述第三諧振器的螺旋方向相反。

本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明的準(zhǔn)橢圓陷波濾波器可應(yīng)用于射電天文觀測中，結(jié)構(gòu)簡單；通過交叉耦合機(jī)構(gòu)在阻帶兩側(cè)分別產(chǎn)生一傳輸零點(diǎn)，增強(qiáng)了阻帶特性，進(jìn)而所述阻帶具有準(zhǔn)橢圓響應(yīng)，可很好抑制民航通信專用頻段(1785-1805MHz)和中國移動GSM下行頻段(1805-1820MHz)。同時(shí)，主傳輸線和交叉耦合機(jī)構(gòu)均采用彎折的方式，進(jìn)而減小了準(zhǔn)橢圓陷波濾波器的尺寸，實(shí)現(xiàn)小型化，且交叉耦合機(jī)構(gòu)易加工，降低了制作成本，且加工簡單，采用螺旋型諧振器進(jìn)一步降低準(zhǔn)橢圓陷波濾波器的尺寸，易于集成于射電天文望遠(yuǎn)鏡前端。

此外，采用高溫超導(dǎo)介質(zhì)材料制成準(zhǔn)橢圓陷波濾波器，其損耗小，Q值高，且應(yīng)用于射電天文觀測中，使用穩(wěn)定且使用時(shí)間久。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的一種應(yīng)用于射電天文的準(zhǔn)橢圓陷波濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1中制作而成的應(yīng)用于射電天文的準(zhǔn)橢圓陷波濾波器的頻率響應(yīng)曲線圖。

圖3是圖1中制作而成的應(yīng)用于射電天文的準(zhǔn)橢圓陷波濾波器的頻率響應(yīng)曲線圖的放大圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1所示，是本發(fā)明實(shí)施例的一種應(yīng)用于射電天文的準(zhǔn)橢圓陷波濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖，該準(zhǔn)橢圓陷波濾波器結(jié)構(gòu)簡單，包括主傳輸線100、第一諧振器10、第二諧振器20、第三諧振器30、第四諧振器40、輸入端P1和輸出端P2，且第一諧振器10、第二諧振器20、第三諧振器30和第四諧振器40的諧振頻率相同。在本實(shí)施例中，第一諧振器10、第二諧振器20、第三諧振器30和第四諧振器40的諧振頻率為1.8GHz。

輸入端P1和輸出端P2分別與主傳輸線100的兩端連接，進(jìn)而輸入端輸出端形成抽頭耦合的饋電方式。

第一諧振器10、第二諧振器20、第三諧振器30和第四諧振器40依次設(shè)置在主傳輸線100的一側(cè)且與主傳輸線100縫隙耦合，以在輸入端P1饋入電磁信號以及輸出端P2饋出電磁信號時(shí)，形成一阻帶。在本實(shí)施例中，阻帶的中心頻率為1.8GHz。第一諧振器10、第二諧振器20、第三諧振器30和第四諧振器40分別通過與主傳輸線100之間的耦合縫隙產(chǎn)生耦合電容效應(yīng)，進(jìn)而形成縫隙耦合，其之間的耦合特性通過耦合縫隙來進(jìn)行調(diào)節(jié)。同時(shí)，第一諧振器10、第二諧振器20、第三諧振器30和第四諧振器40依次之間在主傳輸線100上的間距的電長度為90°，可有效且更好調(diào)節(jié)第一諧振器10、第二諧振器20、第三諧振器30和第四諧振器40與主傳輸線100之間的耦合特性。舉例說明，即第一諧振器10縫隙耦合于主傳輸線100的耦合部與第二諧振器20縫隙耦合于主傳輸線100的耦合部之間的電長度為90°，即第一諧振器10與第二諧振器20之間在主傳輸線100上的間距的電長度為90°。

第一諧振器10與第四諧振器40之間設(shè)置有一交叉耦合機(jī)構(gòu)50，以使第一諧振器10與第四諧振器40耦合連接，在阻帶兩側(cè)分別產(chǎn)生一傳輸零點(diǎn)，進(jìn)而阻帶具有準(zhǔn)橢圓響應(yīng)。

進(jìn)一步地，參考圖1，在本實(shí)施例中，交叉耦合機(jī)構(gòu)50包括第一從傳輸線51、第二從傳輸線53和交趾結(jié)構(gòu)52，第一從傳輸線51與第二從傳輸線53呈左右對稱設(shè)置，交趾結(jié)構(gòu)52設(shè)置于第一從傳輸線51的一端與第二從傳輸線53的一端之間。若僅采用第一從傳輸線51和第二從傳輸線53來實(shí)現(xiàn)第一諧振器10與第四諧振器40之間的交叉耦合，即單獨(dú)采用傳輸線來實(shí)現(xiàn)耦合，傳輸線的線寬需要足夠小，但是線寬太小而無法加工。而通過交趾結(jié)構(gòu)52來實(shí)現(xiàn)第一諧振器10與第四諧振器40之間的耦合，可有效減少加工復(fù)雜度，降低制作成本，加工簡單。

進(jìn)一步地，參考圖1，交趾結(jié)構(gòu)52包括第一連接部521、第二連接部522、第一交趾523、第二交趾524、第三交趾525和第四交趾526，第一連接部521與第一從傳輸線51的一端連接，第二連接部522與第二從傳輸線53的一端連接，第一交趾523、第二交趾524、第三交趾525和第四交趾526依次耦合連接，且第一交趾523和第二交趾524與第一連接部521連接，第三交趾525與第四交趾526與第二連接部522連接。在本實(shí)施例中，通過第一交趾523、第二交趾524、第三交趾525和第四交趾526依次耦合連接，其耦合縫隙依次分別標(biāo)記為d1、d2和d3，通過耦合縫隙d1、d2和d3產(chǎn)生容性效應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)第一諧振器10與第四諧振器40之間的耦合連接，進(jìn)而在阻帶兩側(cè)分別產(chǎn)生一傳輸零點(diǎn)，進(jìn)而阻帶具有準(zhǔn)橢圓響應(yīng)?？蛇x地，第一連接部521與第一從傳輸線51的一端以及第二連接部522與第二從傳輸線53的一端垂直連接，第一交趾523和第二交趾524分別與第一連接部521垂直連接，第三交趾525和第四交趾526分別與第二連接部522垂直連接，在其他實(shí)施例中，上述連接方式可以采用其他的連接方式，如，第一連接部521與第一從傳輸線51的一端呈一定角度連接。

進(jìn)一步地，第一從傳輸線51的另一端與第一諧振器10縫隙耦合于主傳輸線100的耦合部連接，第二從傳輸線53的另一端與第四諧振器40縫隙耦合于主傳輸線100的耦合部連接。進(jìn)一步地，參考圖1，在本實(shí)施例中，第一從傳輸線51和第二從傳輸線53均為連續(xù)彎折的微帶線，且第一從傳輸線51和第二從傳輸線53的電長度為365°。由于第一從傳輸線51和第二從傳輸線52呈左右對稱設(shè)置，則其連續(xù)彎折的方式是相同的，在本實(shí)施例中，第一從傳輸線51和第二從傳輸線52均包括第一從傳輸部511、第二從傳輸部513以及用于將第一從傳輸部511連接到第二從傳輸部513的連續(xù)彎折部512，連續(xù)彎折部512減少第一從傳輸線51在第一從傳輸部511的方向上的尺寸，進(jìn)而使得準(zhǔn)陷波濾波器的整體尺寸減少，實(shí)現(xiàn)小型化。

進(jìn)一步地，參考圖1，在本實(shí)施例中，主傳輸線100為彎折的微帶線。主傳輸線100包括第一主傳輸部101、第二主傳輸部103、第三主傳輸部105、第四主傳輸部107以及將第一主傳輸部101、第二主傳輸部103、第三主傳輸部105和第四主傳輸部107依次相互連接的第一彎折部102、第二彎折部104和第三彎折部106；第一彎折部102與第三彎折部106呈左右對稱設(shè)置，第二彎折部104左右對稱。在本實(shí)施例中，由于第一諧振器10、第二諧振器20、第三諧振器30和第四諧振器40依次之間在主傳輸線100上的間距的電長度為90°，而第一諧振器10和第二諧振器20之間在第一主傳輸部101和第二主傳輸部103上的間距可忽略，則相當(dāng)于第一彎折部102為第一諧振器10和第二諧振器20之間在主傳輸線100上的間距，即第一彎折部102的電長度為90°。

進(jìn)一步地，參考圖1，在本實(shí)施例中，第一諧振器10、第二諧振器20、第三諧振器30和第四諧振器40均為螺旋型諧振器，進(jìn)一步減少準(zhǔn)陷波濾波器的整體尺寸，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)小型化。進(jìn)一步地，螺旋型諧振器由半波長均勻阻抗微帶線螺旋而成，由于第一諧振器10、第二諧振器20、第三諧振器30的諧振頻率相同，因此，半波長均勻阻抗微帶線的電長度相同。在該螺旋型諧振器中，半波長均勻阻抗微帶線的一端位于螺旋中、另一端位于螺旋的外側(cè)，屬于單端旋入型，其旋轉(zhuǎn)方向分為沿著半波長均勻阻抗微帶線從外到內(nèi)呈順時(shí)針方向和逆時(shí)針方向。進(jìn)一步的，第一諧振器10、第二諧振器20和第三諧振器30的螺旋方向相同，且第四諧振器40與第一諧振器10、第二諧振器20和第三諧振器30的螺旋方向相反，可有效調(diào)節(jié)第一諧振器10、第二諧振器20、第三諧振器30和第四諧振器40與主傳輸線100之間的縫隙耦合，同時(shí)，可有效且更好調(diào)節(jié)第一諧振器10與第四諧振器40之間的交叉耦合。在本實(shí)施例中，第一諧振器10、第二諧振器20和第三諧振器30從外到內(nèi)呈順時(shí)針方向，第四諧振器40從外到內(nèi)呈逆時(shí)針方向。

進(jìn)一步地，在本實(shí)施例中，采用高溫超導(dǎo)介質(zhì)材料來制作該準(zhǔn)橢圓陷波濾波器，進(jìn)而該準(zhǔn)橢圓陷波濾波器的損耗小，且Q值高，適用于射電天文觀測，使用穩(wěn)定且使用時(shí)間久，其中，該高溫超導(dǎo)介質(zhì)材料由氧化鎂制成一高溫超導(dǎo)介質(zhì)基板，其介電常數(shù)為9.78，厚度為0.5mm，該高溫超導(dǎo)介質(zhì)基板的上下表面由釔鋇銅氧超導(dǎo)薄膜制成，上表面通過光刻法刻蝕出上述準(zhǔn)橢圓陷波濾波器。如圖2所示，采用高溫超導(dǎo)介質(zhì)材料制作而成的準(zhǔn)橢圓陷波濾波器的頻率響應(yīng)曲線，其阻帶的中心頻率為1.8GHz，如圖3所示，是阻帶的放大圖，阻帶內(nèi)產(chǎn)生了四個(gè)傳輸零點(diǎn)，分別標(biāo)記為401、402、403和404，其中阻帶兩側(cè)的傳輸零點(diǎn)401和404由交叉耦合機(jī)構(gòu)產(chǎn)生，增強(qiáng)了阻帶特性，進(jìn)而阻帶具有準(zhǔn)橢圓響應(yīng)，可很好抑制民航通信專用頻段(1785-1805MHz)和中國移動GSM下行頻段(1805-1820MHz)。

以上，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。