高溫超導(dǎo)超寬阻帶帶通濾波器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于超導(dǎo)元器件設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)及高溫超導(dǎo)濾波器件，特別設(shè)及一種高 溫超導(dǎo)超寬阻帶帶通濾波器。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著通信技術(shù)的發(fā)展W及通信系統(tǒng)多樣性的增加，電磁環(huán)境日益復(fù)雜，常規(guī)材料 設(shè)計(jì)的濾波器已經(jīng)無法有效的抑制通信頻段附近的大量干擾信號。需要一種能夠有效抑制 通帶附近W及倍頻處的干擾信號的濾波器來改善該種情況?；诟邷爻瑢?dǎo)材料制作的高溫 超導(dǎo)濾波器插損小且?guī)庖种贫雀?，?yīng)用在微波通信中能夠增加系統(tǒng)整體的抗干擾能力， 提高接收系統(tǒng)的靈敏度，增加系統(tǒng)的容量，增加系統(tǒng)的信號覆蓋范圍，進(jìn)而提高通話質(zhì)量。
[0003] 民用通信系統(tǒng)所使用的頻譜主要分布在UHF波段，頻譜資源日益擁擠，應(yīng)用高溫 超導(dǎo)濾波器被可W有效提高頻譜資源的利用率。然而微波濾波器在通帶中屯、頻率的諧波處 會產(chǎn)生寄生通帶，對于靈敏度較高的接收機(jī)而言，移動通信的各個(gè)頻段之間就會形成干擾 源，因此需要寬帶阻的濾波器來抑制各個(gè)通信頻段彼此之間的干擾。在高溫超導(dǎo)帶通濾波 器中，常用來完成高次倍頻抑制或推移的方式有主要有=種；（1)階梯阻抗諧振器（SIRS)， (2)加載交指電容來完成寄生通帶高頻推移（ICRs), (3) S型螺旋諧振器。該些常規(guī)的方法 能將阻帶的范圍推移到2~3倍f。處（f。為所述濾波器的中屯、頻率），效果并不理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是為了解決【背景技術(shù)】中常用于抑制或推移高溫超導(dǎo)濾波器高次倍 頻W降低各個(gè)通信頻段彼此間干擾的技術(shù)效果上的不足，提出了一種高溫超導(dǎo)超寬阻帶帶 通濾波器。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案為：高溫超導(dǎo)超寬阻帶帶通濾波器，包括禪合連接的多個(gè)諧振 器，W及連接首位和末位諧振器的抽頭，所述抽頭用作對所述帶通濾波器饋電，其特征在 于，所述各諧振器基頻相同，高次諧振頻率不同，結(jié)構(gòu)互異。
[0006] 優(yōu)選方案，所述諧振器為四分之一波長階梯阻抗諧振器。
[0007] 優(yōu)選方案，所述抽頭處設(shè)置有陷波諧振器。
[0008] 優(yōu)選方案，所述諧振器為階梯阻抗諧振器。
[0009] 優(yōu)選方案，所示高溫超導(dǎo)超寬阻帶帶通濾波器頻段為GSM900頻段。
[0010] 優(yōu)選方案，結(jié)構(gòu)互異的諧振器分別為SIR結(jié)構(gòu)諧振器、變形SIR結(jié)構(gòu)諧振器W及梳 狀結(jié)構(gòu)諧振器中的一種。
[0011] 本發(fā)明的有益效果；相對于常規(guī)的二分之一波長諧振器，本發(fā)明采用的四分之一 波長諧振器（QWRs)可W拓寬寄生通帶、減小濾波器體積，優(yōu)選方案采用的四分之一波長互 異結(jié)構(gòu)階梯阻抗諧振器（QWDRs, One-quarter Wavelength Different Struc1:ure Stepped impedance Resonators)來設(shè)計(jì)GSM900頻段超寬寬阻帶帶通濾波器，并且同時(shí)采用抽頭加 載陷波諧振器來抑制互異結(jié)構(gòu)諧振器并帶來諧振頻率。加工完成的高溫超導(dǎo)超寬阻帶帶通 濾波器具備w下主要特點(diǎn)；結(jié)構(gòu)緊湊，能有效的減小濾波器的尺寸，降低了高溫超導(dǎo)濾波器 對加工工藝的要求，進(jìn)而可W減小制冷機(jī)的熱負(fù)載；同時(shí)該結(jié)構(gòu)的濾波器具有超寬阻帶的 特點(diǎn)，6f。內(nèi)的阻帶抑制大于40地，能有效改善移動通信各個(gè)頻段對GSM頻段帶來的干擾， 提高了接收機(jī)的靈敏度W及通話質(zhì)量。
【附圖說明】：
[0012] 圖1為應(yīng)用于本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的一種階梯阻抗傳輸線；
[0013] 圖2為應(yīng)用于本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的寬阻帶諧振器，其中（a)為四分之一波長寬阻 帶諧振器，化）為所述寬阻帶諧振器的頻率相應(yīng)曲線；
[0014] 圖3為應(yīng)用于本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的抽頭結(jié)構(gòu)，其中（a)為帶有陷波諧振器的抽頭 結(jié)構(gòu)，化）為所述陷波諧振器的頻率響應(yīng)曲線；
[0015] 圖4為改進(jìn)后的四分之一波長諧振器結(jié)構(gòu)，其中（a)為枝節(jié)SIR結(jié)構(gòu)諧振器，化） 為變形SIR結(jié)構(gòu)諧振器，（C)為梳狀結(jié)構(gòu)諧振器；
[0016] 圖5為圖4對應(yīng)的改進(jìn)后四分之一波長諧振器的頻率響應(yīng)曲線，其中（a)為枝節(jié) SIR結(jié)構(gòu)諧振器頻率響應(yīng)曲線，化）為變形SIR結(jié)構(gòu)諧振器頻率響應(yīng)曲線，（C)為梳狀結(jié)構(gòu) 諧振器頻率響應(yīng)曲線；
[0017] 圖6中，（a)為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的高溫超導(dǎo)超寬阻帶帶通濾波器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)， 化）為（a)中所示高溫超導(dǎo)超寬阻帶帶通濾波器的頻率響應(yīng)曲線；
[0018] 圖7為圖6所示的高溫超導(dǎo)超寬阻帶帶通濾波器的實(shí)際測試結(jié)果。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 本發(fā)明的實(shí)施例是依據(jù)本發(fā)明的原理而設(shè)計(jì)，下面結(jié)合附圖和W下具體實(shí)施例對 本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述。
[0020] 如圖6中a所示本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的高溫超導(dǎo)超寬阻帶帶通濾波器的拓?fù)浣Y(jié) 構(gòu)，包括禪合連接的四個(gè)諧振器，W及連接首位和末位諧振器的抽頭，所述各諧振器基頻相 同，結(jié)構(gòu)互異。在本優(yōu)選實(shí)施例中，諧振器均為四分之一波長階梯阻抗諧振器并且同時(shí)在抽 頭處加載了陷波諧振器。該優(yōu)選方案設(shè)計(jì)的GSM900頻段超寬寬阻帶帶通濾波器能有效抑 制互異結(jié)構(gòu)諧振器帶來的諧振頻率。其結(jié)構(gòu)緊湊，有效減小濾波器的尺寸的同時(shí)降低了高 溫超導(dǎo)濾波器對加工工藝的要求，進(jìn)而減小了對制冷機(jī)的熱負(fù)載要求；同時(shí)該結(jié)構(gòu)的濾波 器在超寬阻帶方面效果突出，其在6f。內(nèi)的阻帶抑制大于40地，可有效改善移動通信各個(gè)頻 段對GSM頻段帶來的干擾，提高了接收機(jī)的靈敏度W及通話質(zhì)量。
[0021] 在上述優(yōu)選方案中，各個(gè)諧振器采用的是SIR結(jié)構(gòu)諧振器、變形SIR結(jié)構(gòu)諧振器W 及梳狀結(jié)構(gòu)諧振器中的一種。
[0022] W下內(nèi)容是為了能夠加深對本發(fā)明思想的理解，而進(jìn)行的對上述優(yōu)選實(shí)施例中設(shè) 及的各部件及其詳細(xì)結(jié)構(gòu)和參數(shù)進(jìn)行的分析描述，此種描述不構(gòu)成對本發(fā)明保護(hù)范圍的限 制；
[0023](一）四分之一波長階梯阻抗諧振器
[0024] 階梯阻抗諧振器是現(xiàn)代濾波器設(shè)計(jì)中常用的諧振器形式，通過調(diào)節(jié)階梯阻抗的阻 抗使得寄生通帶與基本通帶進(jìn)行合并從而完成超寬帶，或者調(diào)節(jié)階梯阻抗移動寄生通帶位 置遠(yuǎn)離基本頻帶來完成寬阻帶帶通濾波器的設(shè)計(jì)。圖1為比較典型的階梯阻抗微帶線結(jié)構(gòu) 示意圖，微帶線的中間為高阻抗傳輸線，其特性阻抗為Zi;兩端的傳輸線為低阻抗傳輸線， 其特性阻抗皆為Zg。
[0025] 該階梯阻抗傳輸線的導(dǎo)納為：
[0026]
(1)
[0027] 01和02分別代表Zi和Z巧段傳輸線對應(yīng)的電長度，k= Z2/Zi代表的是階梯阻 抗的阻抗比，Y表示階梯阻抗傳輸線的導(dǎo)納，
[002引當(dāng)諧振器在諧振時(shí)導(dǎo)納為0,所W由式（1)得，諧振器諧振時(shí)k = tan 0 itan 0 2,由 此可知，諧振器的諧振頻率取決于階梯阻抗諧振器的阻抗比和不同阻抗傳輸線的電長度。 例如，假定兩截傳輸線長度Li= L 2,且將寄生諧振頻率所對應(yīng)的電長度和諧振頻率分別定 義為0。，0 b，0。，? ? W及? ?在滿足導(dǎo)納為零的情況下可W得到S個(gè)諧振頻 率即：
[0029]
(2)
[0030]由式似得日a=31、日b二arc tan (-k 1/2)二JT-目。和日C二3^，可W由頻率比 值與電長度比值相同推斷得出寄生諧振頻率和基本諧振頻率的比值為：
[0031]
(-5)
[0032] 由此可知，第一個(gè)寄生諧振頻率和基本諧振頻率之間的比值關(guān)系與階梯阻抗諧振 器的阻抗比有關(guān)，當(dāng)阻抗相等時(shí)，第一個(gè)寄生諧振頻率就在基本諧振頻率的2倍頻率處，當(dāng) k越小時(shí)，第一寄生諧振頻率越遠(yuǎn)離基本諧振頻率?？蒞通過改變阻抗比值來調(diào)整寄生通帶 的位置，實(shí)現(xiàn)多個(gè)通帶合并或拓寬阻帶的效