CN100586012C - 反平行折线之跨越耦合式滤波器 - Google Patents

反平行折线之跨越耦合式滤波器 Download PDF

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Abstract

一种反平行折线之跨越耦合式滤波器，其特征在于它是由m组方向相反、各组内数目不少于1且长度为半波长的折线式谐振器所构成，滤波器之输入、输出端为贴线微带，输入端之贴线微带通过连接输入调整片再连接于滤波器中的第一个谐振器，输出端之贴线微带通过连接输出调整片与滤波器中的最后一个谐振器相连接，每同组内的二个谐振器间有非接触式的耦合微带线。本发明的优越性：1.该滤波器其谐振器间的耦合量小，容易制成小体积的窄带滤波器；2.具有良好的通带选择性；3.适合使用具高品质因子的高温超导薄膜制作；4.可用于平面型传统金属型滤波器，更适合用于制造具高品质因子的高温超导滤波器，应用在各种不同的无线通讯系统上。

Description

反平行折线之跨越耦合式滤波器
(一)技术领域：
本发明涉及一种适用于无线通讯用的滤波器，特别是一种反平行折线之跨越耦合式滤波器。
(二)背景技术：
滤波器一直是微波通讯中的一个重要元件，它具有过滤杂讯、使通讯信号清晰的功用。滤波器依功能使用有低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器及带止滤波器等四种。其中带通滤波器的作用是让固定频宽的讯号通过，而将较低频及较高频部分的信号隔除。带通滤波器在目前行动通讯应用上尤其显得重要，特别适用于基站的接收和发射系统上。高温超导薄膜有很高的品质因子(Q值)，是用高温超导薄膜制成的滤波器，具有低损耗及高选择性(高通带边缘陡峭度)等特点，目前已开始被应用在行动通讯基站之接收系统上。基站使用高温超导滤波器之后，可增加基站的覆盖面积、降低杂讯的干扰，提高通话品质；并可降低手机的发射功率，大幅减少电磁波辐射对人脑的影响，达到绿色环保的要求。使用高温超导薄膜制作的滤波器多为平面式结构，可有不同形式的结构：图1为接触式反平行发夹梳型滤波器，它是由n组方向相反、各组内数目相同且长度为半波长的发夹式谐振器所构成；滤波器之输入、输出端为贴线微带，输入端之贴线微带通过连接输入调整片再连接于滤波器中的第一个谐振器，输出端之贴线微带通过连接输出调整片与滤波器中的最后一个谐振器相连接。该种接触式反平行发夹梳型滤波器的通带选择性较差。
(三)发明内容：
本发明的目的在于设计一种反平行折线之跨越耦合式滤波器，它使用高温超导薄膜制成行动通讯基站接收系统的滤波器，是一种带通滤波器，具有体积小、极高的通带选择性、极高的杂讯抑制能力，不仅可制作宽带滤波器，也易于制成带宽小于滤波器中心频率0.25％的窄带滤波器。
本发明的技术方案：一种反平行折线之跨越耦合式滤波器，其特征在于它是由m组方向相反、各组内数目不少于1且长度为半波长的折线式谐振器所构成，滤波器之输入、输出端为贴线微带，输入端之贴线微带通过连接输入调整片再连接于滤波器中的第一个谐振器，输出端之贴线微带通过连接输出调整片与滤波器中的最后一个谐振器相连接，每同组内的二个谐振器间有非接触式的耦合微带线。
上述所说的滤波器中之谐振器的m组可大于或等于2组，但相邻2组谐振器的方向必须相反。
上述所说的m组方向相反、各组内数目不少于1且长度为半波长的折线式谐振器，其不少于1的各组内折线式谐振器数目可相同也可不同。
上述所说的m组方向相反、各组内数目不少于1且长度为半波长的折线式谐振器，其各个折线式谐振器的形状可相同也可不同。
上述所说的每同组内的二个谐振器间有的非接触式的耦合微带线可有一条或一条以上。
上述所说的每同组内的二个谐振器间有的非接触式的耦合微带线可置于同组内的首尾二个谐振器间，也可置于同组内的非首尾的二个谐振器间；耦合微带线不能交叉。
上述所说的m组方向相反、各组内数目不少于1且长度为半波长的折线式谐振器间的距离可相同亦可有不同。
上述所说的m组方向相反、各组内数目不少于1且长度为半波长的折线式谐振器中每方向相反的谐振器的分隔间距与其组内相邻谐振器的间距可相同亦可有不同。
上述所说的与滤波器之输入、输出端连接的输入调整片及输出调整片的几何形状及平面大小可随不同滤波器的电气规格而不同。
上述所说的滤波器中之折线式谐振器其转折处可依需要设计有具微调作用的不同的几何形结构，可为直角状、阶梯状、抹角状、圆角状、顶端凸起状或顶端凹入状。
上述所说的滤波器可用金属薄膜制作，更适合使用具高品质因子的高温超导薄膜制作。
本发明的优越性在于：1.反平行折线之跨越耦合式滤波器其谐振器间的耦合量小，容易制成小体积的窄带滤波器；2.具有良好的通带选择性，即具有很高的通带边缘陡峭度，提高滤波器的灵敏度，可将杂讯过滤的很干净；3.此种滤波器不仅可用金属薄膜制作，更适合使用具高品质因子的高温超导薄膜制作；4.本发明不仅可用于平面型传统金属型滤波器，更适合用于制造具高品质因子的高温超导滤波器，应用在各种不同的无线通讯系统上。
(四)附图说明：
附图1为已有的接触式反平行发夹梳型滤波器结构示意图。
附图2为本发明所涉一种反平行折线之跨越耦合式滤波器的结构示意图。
附图3为本发明所涉一种反平行折线之跨越耦合式滤波器的一种实施例结构示意图。
附图4为图3所涉一种反平行折线之跨越耦合式滤波器的模拟仿真图。
附图5为图3所涉一种反平行折线之跨越耦合式滤波器的使用高温超导薄膜所制滤波器的实测图。
其中：
20为第一组跨越耦合折线式谐振器组
30为第二组跨越耦合折线式谐振器组
21a为滤波器中之n组谐振器所有的一条非接触式的耦合微带线
21b为本案实施例滤波器中之第一组内4极谐振器所有的一条非接触式的耦合微带线
31a为滤波器中之2n组谐振器所有的另一条非接触式的耦合微带线
31b为本案实施例滤波器中之第二组内4极谐振器所有的另一条非接触式的耦合微带线
22、32为谐振器间的距离
23为二组谐振器间的分隔间距
24为外接接触式贴线微带输入端
34为外接接触式贴线微带输出端
25为输入端调整片
35为输出端调整片
26、28、36、38为折线式谐振器之转折处所呈的直角状形状
27、37为折线式谐振器之转折处所呈的阶梯状形状
29、39为折线式谐振器之转折处顶端所呈的凸起状形状
(五)具体实施方式：
实施例：一种反平行折线之跨越耦合式滤波器(见图3)，其特征在于它是由2组方向相反、各组内谐振器数目相同各为4且长度为半波长的折线式谐振器所构成，滤波器之输入、输出端为贴线微带24与34，输入端之贴线微带24通过连接输入调整片25再连接于滤波器中的第一个谐振器20-1，输出端之贴线微带34通过连接输出调整片35与滤波器中的最后一个谐振器30-8相连接，每同组内的二个谐振器间有非接触式的耦合微带线21b和31b。
上述所说的2组方向相反、各组内数目相同为4且长度为半波长的折线式谐振器20-1、20-2、20-3、20-4与30-5、30-6、30-7、30-8，其各个折线式谐振器的形状不相同。
上述所说的每同组内的二个谐振器间(即20-1与20-4间和30-5与30-8间)有的非接触式的耦合微带线21b与31b各是一条；每同组内的二个谐振器间有的非接触式的耦合微带线21b与31b置于同组内的首尾二个谐振器间。
上述所说的2组方向相反、各组内数目相同为4且长度为半波长的折线式谐振器间的距离22与32相同。
上述所说的2组方向相反、各组内数目相同为4且长度为半波长的折线式谐振器中每方向相反的谐振器的分隔间距23与其组内相邻谐振器的间距22与32可有不同。
上述所说的滤波器中之谐振器20与30为2组，该相邻2组谐振器20与30的方向必须相反。
上述所说的与滤波器之输入、输出端连接的输入调整片25及输出调整片35的几何形状及平面大小可随不同滤波器的电气规格而不同。
上述所说的滤波器中之折线式谐振器其转折处可依需要设计有具微调作用的不同的几何形结构，每一折线式滤波器的折回区域可为直角状26与36、28与38、阶梯状27与37、顶端凸起状29与39，即可做适当的几何结构修正，使滤波器的频率响应(图4)达到需求的规格。
上述所说的滤波器可用金属薄膜制作，更适合使用具高品质因子的高温超导薄膜制作。
上述所说的滤波器可使用高温超导薄膜制作出适合第三代(3G)行动通讯基站使用的超导滤波器，是使用Sonnet电磁模拟仿真软体所设计，Sonnet软体是一种平面式全波形电磁模拟仿真软体，由美国Sonnet软体公司所出版。
本例是一个使用高温超导薄膜制造适合3G基站使用的高温超导滤波器，该滤波器由2组共8极、每组数目相同且方向相反的谐振器所组成(见图3)，模拟仿真效果如图4所示，在77K(液态氮温度)实际量测到的频率响应如图5所示；此滤波器之波形(频率响应)未经微调，带外抑制大于80dB。

Claims (7)

1、一种反平行折线之跨越耦合式滤波器，其特征在于它是由m组方向相反、各组内数目不少于1且长度为半波长的折线式谐振器所构成，滤波器之输入、输出端为贴线微带，输入端之贴线微带通过连接输入调整片再连接于滤波器中的第一个谐振器，输出端之贴线微带通过连接输出调整片与滤波器中的最后一个谐振器相连接，每同组内的二个谐振器间有非接触式的耦合微带线；所说的m组方向相反、各组内数目不少于1且长度为半波长的折线式谐振器，其各个折线式谐振器的形状可相同也可不同；所说的m组方向相反、各组内数目不少于1且长度为半波长的折线式谐振器间的距离可相同亦可有不同；所说的m组方向相反、各组内数目不少于1且长度为半波长的折线式谐振器中每方向相反的谐振器的分隔间距与其组内相邻谐振器的间距可相同亦可有不同。
2、根据权利要求1所说的一种反平行折线之跨越耦合式滤波器，其特征在于所说的滤波器中之谐振器的m组可大于或等于2组，但相邻2组谐振器的方向必须相反；所说的各组内不少于1的折线式谐振器的数目可相同也可不同。
3、根据权利要求1所说的一种反平行折线之跨越耦合式滤波器，其特征在于所说的每同组内的二个谐振器间有的非接触式的耦合微带线可有一条或一条以上。
4、根据权利要求1所说的一种反平行折线之跨越耦合式滤波器，其特征在于所说的每同组内的二个谐振器间有的非接触式的耦合微带线可置于同组内的首尾二个谐振器间，也可置于同组内的非首尾的二个谐振器间；耦合微带线不能交叉。
5、根据权利要求1所说的一种反平行折线之跨越耦合式滤波器，其特征在于所说的与滤波器之输入、输出端连接的输入调整片及输出调整片的几何形状及平面大小可随不同滤波器的电气规格而不同。
6、根据权利要求1所说的一种反平行折线之跨越耦合式滤波器，其特征在于所说的滤波器中之折线式谐振器其转折处可依需要设计有具微调作用的不同的几何形结构，可为直角状、阶梯状、抹角状、圆角状、顶端凸起状或顶端凹入状。
7、根据权利要求1所说的一种反平行折线之跨越耦合式滤波器，其特征在于所说的滤波器可用金属薄膜制作，更适合使用具高品质因子的高温超导薄膜制作。
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