CN101005151A - 一种结构紧凑的微带线谐振器及其微波滤波器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种结构紧凑的微带线谐振器及其微波滤波器，属于微波通讯设备技术领域。该谐振器由一个环带和两个边带组成，该环带的第一侧微带线和第二侧微带线在环带的上、下端形成封闭端，该环带的第二侧微带线与所述两个边带分别相连形成中间部位的两个封闭端和上、下部位的两个开口端。该微波滤波器包括依次平行排列的多个微带线谐振器阵，滤波器的输入、输出馈线分别与第一个和最后一个谐振器相连接。本发明可以缩小器件的尺寸，并提高使用性能。
Description
技术领域
本发明属于微波通讯设备技术领域，特别涉及微带线谐振器及其微波滤波器结构设计。
背景技术
滤波器是一种十分重要的微波元件，它的主要功能是用来分隔频率，即通过一定频率的信号而阻断另一些频率的信号。理想的滤波器特性应当是通带无衰减，而在截止区域内衰减无穷大，通带与截止区域的跳变要尽可能地陡峭。要达到带边陡峭的特性，一般可以通过增加滤波器的节数来加以改善。节数的增加将显著的引入损耗，使通带衰减变大，滤波器性能恶化。高节数的普通微带线滤波器的损耗较大，其性能达不到例如卫星通信等领域的要求，在此类高性能要求的应用中一般只能选用体积较大的波导型滤波器来实现。
近几年来，随着高温超导材料的制备工艺，包括单晶样品和薄膜等的发展，使得超导滤波器的实用化成为可能。超导滤波器损耗小，抗邻频干扰能力强，谐振器Q值高(在几千MHz范围内，其Q值可达40000-100000)。利用超导微带线的这一特点，可以用超导微带线滤波器来代替波导滤波器。从已有的实验结果来看，超导微带线滤波器可以有陡峭的带边，极低的插入损耗和通带平坦特性，在性能上更接近于理想滤波器。因此高温超导微带线滤波器不仅具有可与波导器件相比的性能，而又同时兼具微带线体积小，重量轻的优点。
滤波器的结构对滤波器的特性起了决定性作用。目前，滤波器的设计目标是在整体尺寸尽可能小的前提下，使滤波器的带内插入损耗更低，带边更陡峭。
图1公开了一种由本申请人提出的名称为“微波单折叠滤波器”的专利申请，申请号为02156889.8，这种滤波器由多个谐振器组成，每个谐振器由一根微带线1折叠形成一个开口端11和一个封闭端12而成，具有结构简捷、尺寸小等优点。但是，对于低频滤波器，对应的单折叠谐振器尺寸将很长，采用单折叠谐振器会降低超导薄膜的利用效率，不适合设计高节数滤波器，无法进一步提高滤波器的选频性能。
发明内容
本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种结构紧凑的微带线谐振器及其微波滤波器，以缩小器件的尺寸，并提高使用性能。
本发明提出的微带线谐振器，其特征在于，由一个环带和两个边带组成，该环带的第一侧微带线和第二侧微带线在环带的上、下端形成封闭端，该环带的第二侧微带线与所述两个边带分别相连形成中间部位的两个封闭端和上、下部位的两个开口端。
上述谐振器中，环带的上、下端高度可以相同，也可以不同。
上述谐振器中，两个边带的长度可以相同，也可以不同。
上述谐振器中，各个边带与环带的高度可以相同，也可以高于环带或低于环带，以便引入交叉耦合。
上述谐振器中，环带和两个边带的各段微带线的宽度可以相同，也可以不同。
本发明提出采用上述微带线谐振器组成的微波滤波器，其特征在于，包括依次平行排列的多个微带线谐振器阵，滤波器的输入、输出馈线分别与第一个和最后一个谐振器相连接。
上述微波滤波器中，多个微带线谐振器依次按其环带依次相背、相对的顺序排列。
上述微波滤波器中，各个相邻谐振器可以上下对齐，也可以上下错开排列。
本发明提出的微带线谐振器及其微波滤波器，具有插入损耗小、带外抑制大、过渡带陡峭，组构的滤波器结构简捷，整体尺寸小等优点。在谐振器数目相等的条件下，微波滤波器的带内插入损耗、带外衰减、带边陡峭度等性能，均达到国外同类超导滤波器的性能指标，而且尺寸小于已有的超导滤波器，因此降低了成本。
附图说明
图1是已有的单折叠谐振器的结构示意图。
图2是本发明微带线谐振器的实施例结构示意图，其中(a)为谐振器的两个边带高于环带的布局的实施例1结构，(b)为谐振器的两个边带低于环带的布局的实施例2结构，
(c)为谐振器的两个边带与环带的高度相同，环带和两个边带的微带线宽度不同的布局的实施例3结构。
图3是由本发明微带线谐振器构成的微波滤波器实施例1的结构示意图。
图4是图3所示的微波滤波器的频率响应曲线图。
图5是本发明微波滤波器的实施例2结构示意图，为一种交叉耦合的引入方式的微波滤波器。
图6是图5所示的微波滤波器的频率响应曲线。
图7是本发明微波滤波器的实施例3结构示意图，为滤波器中各谐振器上下错开的排列方式的微波滤波器。
图8是图7所示的微波滤波器的频率响应曲线。
具体实施方式
本发明提出的微带线谐振器实施例1的结构如图2a所示，由一个环带21和两个边带22、23连接组成。图中，环带21的第一侧微带线由一段微带线211构成，第二侧微带线由两段微带线212、213构成；第一侧微带线与第二侧微带线分别在上、下端形成封闭端241、242；第二侧微带线212、213与两个边带22、23分别在谐振器中部形成封闭端243、244，并在上、下端形成开口端251、252。本实施例的环带21的第一侧微带线211长度为11.7mm，环带21的第二侧两段微带线212、213的长度分别为5.1mm和6.12mm，两个边带22和23的长度分别为7.02mm和7.86mm；整个谐振器的各部分微带线宽度皆为0.4mm，各条微带线之间的横向间距皆为0.2mm。即本实施例谐振器中，环带的上、下端高度不同；两个边带的长度不同；各个边带的高度与环带不同，各个边带的高度高于环带；环带和各个边带的微带线的宽度相同。
本发明提出的微带线谐振器实施例2的结构如图2b所示，本实施例的结构与实施例1基本相同，只是微带线的尺寸不同，即本实施例的环带26的第一侧微带线261长度为12.6mm，环带26的第二侧两段微带线262、263的长度皆为6.06mm，两个边带271和272的长度皆为5.16mm；整个谐振器的各部分微带线宽度皆为0.4mm，各条微带线之间的横向间距皆为0.2mm。即本实施例谐振器中，环带的上、下端高度相同；两个边带的长度相同；各个边带的高度与环带不同，各个边带的高度低于环带；环带和各个边带的微带线的宽度相同。
本发明提出的微带线谐振器实施例3的结构如图2c所示，本实施例的结构与实施例1也基本相同，只是微带线的尺寸不同，即本实施例的环带28的第一侧微带线281长度为12.6mm，宽度为0.6mm，环带28的第二侧两段微带线282、283的长度皆为6.06mm，宽度皆为0.5mm，两个边带291和292的长度皆为6.06mm，宽度皆为0.4mm；环带第一侧微带线281和第二侧微带线282、283之间的横向间距为0.3mm，环带第二侧微带线282、283和两个边带291、292之间的横向间距为0.2mm。即本实施例谐振器中，环带的上、下端高度相同；两个边带的长度相同，各个边带的高度与环带相同；环带和各个边带的微带线的宽度不同。
由本发明微带线谐振器构成的微波滤波器结构实施例1如图3所示，包括依次平行排列的8个相同结构的微带线谐振器组成的阵列31、32、33、34、35、36、37、38，滤波器的输入、输出馈线30、39分别与第一和最后一个谐振器31、38相连接。8个微带线谐振器31、32、33、34、35、36、37、38依次按照环带相背、相对的顺序排列。
本实施例的微波滤波器的中心频率为1950MHz，相对带宽为3.1％。图3中白色部分为蓝宝石基片300，尺寸为25.92mm*22.0mm，厚度为0.43mm，介电常数为9.9。斜线填充部分为超导微带线，居中放置在蓝宝石基片上。输入输出馈线30、39的宽度为0.42mm，对应输入输出阻抗为50欧姆。馈线30、39的长度为3.4mm，距基片底部301的距离为7.32mm，分别和与其相接触的谐振器31和38耦合。31到38为8个尺寸结构完全相同的微带线谐振器，两两环带相背、相对平行排列，距基片底部301的距离为3.24mm。每个谐振器的尺寸结构与图2a所示谐振器完全相同，整个谐振器微带线的总长度约为滤波器中心频率在此蓝宝石基片上对应波长的一半。各微带线谐振器之间的距离L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7依次为0.60mm、1.20mm、0.68mm、1.36mm、0.68mm、1.20mm、0.60mm，根据滤波器设计目标，由谐振器之间最佳耦合强度匹配关系确定。
图4为图3所示微波滤波器实施例的频率响应曲线，其中实线41为传输损耗曲线，虚线42为反射损耗曲线。通带反射系数达到了-16.2dB，带外抑制达到70dB以上，带边陡峭度两边都超过了3dB/MHz。如果继续增加滤波器节数，带边会更加陡峭，带外抑制更好。
由本发明微带线谐振器构成的微波滤波器结构实施例2如图5所示，本实施例为加入交叉耦合的超导滤波器。图中，51、52、53、54、55、56、57、58分别为本实施例的超导滤波器中的各谐振器；501、502为输入、输出馈线。由于各谐振器的边带高于环带，因此很容易在谐振器之间加入交叉耦合。本实施例中在第2个谐振器52和第7个谐振器57之间加入了交叉耦合。59为交叉耦合线，由两竖直段591、592和一水平段593构成。
本实施例的微波滤波器的中心频率为1950MHz，相对带宽为3.1％。图5中白色部分为蓝宝石基片500，尺寸为26.0mm*27.0mm，厚度为0.43mm，介电常数为9.9。斜线填充部分为超导微带线，居中放置在蓝宝石基片上。输入输出馈线501、502的宽度为0.42mm，对应输入输出阻抗为50欧姆。馈线501、502的长度为3.44mm，距基片底部501的距离为11.46mm，分别和与其相接触的谐振器51和58耦合。51到58为8个尺寸结构完全相同的微带线谐振器，两两环带相背、相对平行排列，距基片底部501的距离为7.32mm。每个谐振器的尺寸结构与图2a所示谐振器完全相同，整个谐振器微带线的总长度约为滤波器中心频率在此蓝宝石基片上对应波长的一半。各微带线谐振器之间的距离M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7依次为0.60mm、1.20mm、0.68mm、1.36mm、0.68mm、1.20mm、0.60mm，根据滤波器设计目标，由谐振器之间最佳耦合强度匹配关系确定。交叉耦合线两竖直段591、592的长度为3.48mm，宽度为0.2mm；交叉耦合线竖直段591距谐振器52的边带521的距离为0.16mm，592距谐振器57的边带571的距离为0.16mm；交叉耦合线水平段593的长度为13.88mm，宽度为0.24mm，距基片底部501的距离为4.62mm。
图6为图5所示微波滤波器实施例的频率响应曲线，其中实线61为传输损耗曲线，虚线62为反射损耗曲线，63、64、65、66为由于引入交叉耦合而产生的传输零点，传输零点使滤波器的带边陡峭度更高。通带反射系数达到了-17.8dB，带外抑制达到70dB以上，带边陡峭度两边都超过了4.4dB/MHz。如果继续增加滤波器节数，带边会更加陡峭，带外抑制更好。
图7是本发明微波滤波器的实施例3结构示意图，本实施例中各谐振器布局为上下错开的排列方式。本实施例中的谐振器分别为71、72、73、74、75、76，6个微带线谐振器的尺寸结构完全相同，两两环带相背、相对平行排列；谐振器71和72，73和74，75和76上下对齐排列，谐振器72和73，74和75上下错开排列；70、77为输入、输出馈线。
本实施例的微波滤波器的中心频率为2100MHz，相对带宽为2.5％。图7中白色部分为蓝宝石基片700，尺寸为20.48mm*26.0mm，厚度为0.43mm，介电常数为9.9。斜线填充部分为超导微带线，居中放置在蓝宝石基片上。输入输出馈线70、77的宽度为0.42mm，对应输入输出阻抗为50欧姆。馈线70、77的长度为3.48mm，距基片底部701的距离为7.6mm，分别和与其相接触的谐振器71和76耦合。谐振器71、72、75、76距基片底部701的距离为3.46mm，谐振器73、74距基片底部701距离为10mm。每个谐振器的尺寸结构与图2b所示谐振器完全相同，整个谐振器微带线的总长度约为滤波器中心频率在此蓝宝石基片上对应波长的一半。各微带线谐振器之间的距离N1、N2、N3、N4、N5依次为0.64mm、0.94mm、0.76mm、0.94mm、0.64mm，根据滤波器设计目标，由谐振器之间最佳耦合强度匹配关系确定。
图8为图7所示微波滤波器实施例的频率响应曲线，其中实线81为传输损耗曲线，虚线82为反射损耗曲线。通带反射系数达到了-14.1dB，带外抑制达到60dB以上。如果继续增加滤波器节数，带边会更加陡峭，带外抑制更好。
上述实施例只是用以举例对本发明进行说明，但是本发明并不局限于此，可以在此基础上进行多种变形。例如，上述实施例中交叉耦合加在第2个谐振器和第7个谐振器之间，但是本发明还可以很容易在其它谐振器之间加入交叉耦合。另外，上述实施例中设计了8节和6节高温超导滤波器，但是本发明还可以很容易用此结构设计出其它节数的滤波器。此外，上述实施例中虽然选用了蓝宝石基片，但是根据需要完全可以使用铝酸镧LaAlO3、氧化镁MgO等其它材料的基片。这些变形也应属于本发明的同一设计构思，均应在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1、一种微带线谐振器，其特征在于，由一个环带和两个边带组成，该环带的第一侧微带线和第二侧微带线在环带的上、下端形成封闭端，该环带的第二侧微带线与所述两个边带分别相连形成中间部位的两个封闭端和上、下部位的两个开口端。
2、如权利要求1所述的微带线谐振器，其特征在于，所述的环带的上、下端高度相同或不同。
3、如权利要求1所述的微带线谐振器，其特征在于，所述的两个边带的长度相同或不同。
4、如权利要求1所述的微带线谐振器，其特征在于，所述的各个边带与环带的高度相同、高于环带或低于环带。
5、如权利要求1所述的微带线谐振器，其特征在于，所述的环带和两个边带的各段微带线的宽度相同或不同。
6、一种采用上述微带线谐振器组成的微波滤波器，其特征在于，包括依次平行排列的多个微带线谐振器阵，滤波器的输入、输出馈线分别与第一个和最后一个谐振器相连接。
7、如权利要求6所述的微波滤波器，其特征在于，所述的多个微带线谐振器依次按其环带依次相背、相对的顺序排列。
8、如权利要求6所述的微波滤波器，其特征在于，所述的各个相邻谐振器上下对齐或上下错开排列。
9、如权利要求6所述的微波滤波器，其特征在于，还包括在两个谐振器之间设置一条由两段竖直微带线和一段水平微带线构成的交叉耦合线。
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| CN (1) | CN101005151A (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101740846A (zh) * | 2008-11-17 | 2010-06-16 | 中国科学院物理研究所 | 一种微带谐振器及微带滤波器 |
| CN102509822A (zh) * | 2011-10-26 | 2012-06-20 | 京信通信系统（中国）有限公司 | 双通带微带滤波器 |
| CN102544654A (zh) * | 2012-02-28 | 2012-07-04 | 中国科学院微电子研究所 | 一种变容管电可调微带滤波器 |
| CN101515661B (zh) * | 2009-03-26 | 2012-10-31 | 上海大学 | 嵌套环形结构平行馈线的微带双模滤波器 |
| CN105226365A (zh) * | 2015-10-20 | 2016-01-06 | 成都威频通讯技术有限公司 | 一种十六分功分器小型化设计 |
| CN115498388A (zh) * | 2022-09-29 | 2022-12-20 | 武汉凡谷电子技术股份有限公司 | 一种谐振结构及滤波器 |
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2006
- 2006-01-20 CN CN 200610001368 patent/CN101005151A/zh active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101740846A (zh) * | 2008-11-17 | 2010-06-16 | 中国科学院物理研究所 | 一种微带谐振器及微带滤波器 |
| CN101515661B (zh) * | 2009-03-26 | 2012-10-31 | 上海大学 | 嵌套环形结构平行馈线的微带双模滤波器 |
| CN102509822A (zh) * | 2011-10-26 | 2012-06-20 | 京信通信系统（中国）有限公司 | 双通带微带滤波器 |
| CN102509822B (zh) * | 2011-10-26 | 2014-08-13 | 京信通信系统（中国）有限公司 | 双通带微带滤波器 |
| CN102544654A (zh) * | 2012-02-28 | 2012-07-04 | 中国科学院微电子研究所 | 一种变容管电可调微带滤波器 |
| CN102544654B (zh) * | 2012-02-28 | 2014-10-29 | 中国科学院微电子研究所 | 一种变容管电可调微带滤波器 |
| CN105226365A (zh) * | 2015-10-20 | 2016-01-06 | 成都威频通讯技术有限公司 | 一种十六分功分器小型化设计 |
| CN115498388A (zh) * | 2022-09-29 | 2022-12-20 | 武汉凡谷电子技术股份有限公司 | 一种谐振结构及滤波器 |
| CN115498388B (zh) * | 2022-09-29 | 2024-04-26 | 武汉凡谷电子技术股份有限公司 | 一种滤波器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |