CN104466308A - 一种平衡式介质滤波器及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种平衡式介质滤波器及其制作方法，解决了现有技术中平衡式滤波器的相对带宽无法小于1％、品质因数低、损耗大的技术问题，所述滤波器包括：电路板(10)；设置在电路板(10)上的两个介质谐振器(21，22)；设置在电路板(10)的第一端(11)上，分别位于介质谐振器(21)两侧的两条微带馈线(31，32)；微带馈线(31，32)分别与介质谐振器(21)通过磁场激励耦合；设置在电路板(10)的第二端(12)上，分别位于介质谐振器(22)两侧的两条微带馈线(33，34)；微带馈线(33，34)分别与介质谐振器(22)通过磁场激励耦合；用于容置电路板(10)、介质谐振器(21，22)、微带馈线(31，32，33，34)的金属屏蔽腔体(40)。
Description
技术领域
本发明涉及射频通信滤波技术领域，尤其涉及一种平衡式介质滤波器及其制作方法。
背景技术
近年来，由于与单端加载的电路相比，平衡式电路拥有更出色的抗噪声性能，已经获得了较大关注和广泛运用。而平衡式带通滤波器在现代平衡式通信系统中扮演着重要的角色。
根据相关文献知，已经有许多采用印刷电路板(PCB，Printed Circuit Board)技术，低温共烧陶瓷(LTCC，Low Temperature Cofired Ceramics)技术的平衡式滤波器被设计出来。早期，由于平衡式滤波器所采用的谐振器的品质因素较低，使得滤波器的性能受到了限制，即通过PCB、LTCC技术设计出的平衡式滤波器很难运用到窄带系统当中。针对这一问题，本领域的专家研制出了基于基片集成波导(SIW，Substrate integrated waveguide)技术的谐振器，并将其应用到平衡式滤波器的制作中，SIW谐振器的品质因数相对于早期的谐振器有所改善，并且具有低损耗和高集成度等较优性能，使得基于SIW技术的平衡式滤波器得到广泛关注。
目前，虽然现有的基于SIW技术(或其它技术)的平衡式滤波器的相对带宽(FBW，Fractional Bandwidth)稍小于5％能够很容易实现，但是，如要进一步减小FBW，滤波器通带的插入损耗势必会不可避免的恶化，因此，根据上述现有技术，设计有着良好带通响应且FBW小于1％的平衡式带通滤波器是一个很有挑战性的问题。
也就是说，现有技术中存在平衡式滤波器的FBW无法小于1％、品质因数低、损耗大的技术问题。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的现有技术中存在平衡式滤波器的FBW无法小于1％、品质因数低、损耗大的技术问题，提供一种平衡式介质滤波器及其制作方法，能够实现在FBW小于1％的同时具有高品质因数、低损耗以及较好的带通响应，进而能够满足某些特定的窄带无线通信系统的应用需求。
一方面，本发明实施例提供了一种平衡式介质滤波器，所述滤波器包括：
电路板；
对称且固定设置在所述电路板上的第一矩形介质谐振器和第二矩形介质谐振器；
设置在所述电路板的第一端上，分别位于所述第一矩形介质谐振器两侧的第一微带馈线和第二微带馈线；所述第一微带馈线和所述第二微带馈线分别与所述第一矩形介质谐振器通过磁场激励与耦合；
设置在所述电路板的第二端上，分别位于所述第二矩形介质谐振器两侧的第三微带馈线和第四微带馈线；所述第三微带馈线和所述第四微带馈线分别与所述第二矩形介质谐振器通过磁场激励与耦合；其中，所述第二端与所述第一端相对；
用于容置所述电路板、所述第一矩形介质谐振器、所述第二矩形介质谐振器、所述第一微带馈线、所述第二微带馈线、所述第三微带馈线和所述第四微带馈线的金属屏蔽腔体。
可选的，所述第一微带馈线和所述第二微带馈线构成一对第一差分端口；所述第三微带馈线和所述第四微带馈线构成一对第二差分端口。
可选的，所述第一矩形介质谐振器和所述第二矩形介质谐振器分别独立存在TEmn(s+δ)模和TMmn(s+δ)模，其中m、n、s分别是介质谐振器沿着x、y、z方向上的半波数，δ为大于0且小于1的数。
可选的，所述TEmn(s+δ)模和所述TMmn(s+δ)模中的最低次模为TE11δ模和TM11δ模；所述TE11δ模为所述第一矩形介质谐振器和所述第二矩形介质谐振器的主模，用于构建所述平衡式介质滤波器的差分通带；所述TM11δ模用来实现所述第一矩形介质谐振器和所述第二矩形介质谐振器的共模响应。可选的，通过调整所述第一矩形介质谐振器和所述第二矩形介质谐振器的尺寸，使所述TM11δ模在频谱上远离所述TE11δ模，以提高所述平衡式介质滤波器的差分通带内的共模抑制水平。
可选的，所述调整所述第一矩形介质谐振器和所述第二矩形介质谐振器的尺寸，具体为：在所述第一矩形介质谐振器和所述第二矩形介质谐振器的长度和宽度固定时，调整所述第一矩形介质谐振器和所述第二矩形介质谐振器的高度。
另一方面，本发明实施例还提供了一种平衡式介质滤波器制作方法，包括步骤：
S1、提供一个电路板，在所述电路板上对称且固定设置第一矩形介质谐振器和第二矩形介质谐振器；
S2、在所述电路板的第一端上，设置分别位于所述第一矩形介质谐振器两侧的第一微带馈线和第二微带馈线；在所述电路板的第二端上，设置分别位于所述第二矩形介质谐振器两侧的第三微带馈线和第四微带馈线；其中，所述第一微带馈线和所述第二微带馈线分别与所述第一矩形介质谐振器通过磁场激励与耦合；所述第三微带馈线和所述第四微带馈线分别与所述第二矩形介质谐振器通过磁场激励与耦合；所述第二端与所述第一端相对；
S3、将所述电路板、所述第一矩形介质谐振器、所述第二矩形介质谐振器、所述第一微带馈线、所述第二微带馈线、所述第三微带馈线和所述第四微带馈线容置于金属屏蔽腔体。
可选的，在所述步骤S2中，所述第一微带馈线和所述第二微带馈线构成一对第一差分端口；所述第三微带馈线和所述第四微带馈线构成一对第二差分端口。
可选的，所述第一矩形介质谐振器和所述第二矩形介质谐振器分别独立存在TE11δ模和TM11δ模，在所述步骤S2之后，所述方法还包括：
S4、通过调整所述第一矩形介质谐振器和所述第二矩形介质谐振器的尺寸，使所述所述第一矩形介质谐振器和所述第二矩形介质谐振器的TM11δ模在频谱上远离TE11δ模，以提高所述平衡式介质滤波器的差分通带内的共模抑制水平。
可选的，所述步骤S4，具体为：
在所述第一矩形介质谐振器和所述第二矩形介质谐振器的长度和宽度固定时，调整所述第一矩形介质谐振器和所述第二矩形介质谐振器的高度，使所述所述第一矩形介质谐振器和所述第二矩形介质谐振器的TM11δ模在频谱上远离TE11δ模，以提高所述平衡式介质滤波器的差分通带内的共模抑制水平。
本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
由于在本发明实施例中，通过在一电路板上对称且固定设置第一矩形介质谐振器和第二矩形介质谐振器；并在该电路板的第一端设置位于所述第一矩形介质谐振器两侧的第一微带馈线和第二微带馈线，在该电路板的与所述第一端相对的第二端设置位于所述第二矩形介质谐振器两侧的第三微带馈线和第四微带馈线，其中，所述第一微带馈线和所述第二微带馈线分别与所述第一矩形介质谐振器通过磁场激励与耦合；所述第三微带馈线和所述第四微带馈线分别与所述第二矩形介质谐振器通过磁场激励与耦合；进一步，第一、第二矩形介质谐振器，第一、第二、第三、第四微带馈线，以及电路板均容置于一金属屏蔽腔体中，最终获得一平衡式介质滤波器；该平衡式介质滤波器能够通过采用高介电常数、高品质因数的介质谐振器，并通过微带馈线进行差分激励，获得平衡式介质滤波器的差分通带，实现很窄的相对带宽，解决了现有技术中平衡式滤波器的FBW无法小于1％、品质因数低、损耗大的技术问题，能够实现在FBW小于1％的同时具有高品质因数、低损耗以及较好的带通响应，进而能够满足某些特定的窄带无线通信系统的应用需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种平衡式介质滤波器结构示意图；
图2为本发明实施例提供的当长度和宽度固定时，矩形介质谐振器相对于高度变化时的模式谐振频率曲线图；
图3A-图3B为本发明实施例提供的矩形介质谐振器的TE11δ模和TM11δ模的场分布；
图4为本发明实施例提供的平衡式介质滤波器在差分模式下的激励示意图；
图5为本发明实施例提供的平衡式介质滤波器电路板布局俯视图；
图6为本发明实施例提供的平衡式介质滤波器在差分工作模式下的等效电路图；
图7为本发明实施例提供的平衡式滤波器的组装结构图；
图8为本发明实施例提供的平衡式介质滤波器的仿真测试图；
图9为本发明实施例提供的第一种平衡式介质滤波器制作方法流程图；
图10为本发明实施例提供的第二种平衡式介质滤波器制作方法流程图。
具体实施方式
本发明实施例通过提供一种平衡式介质滤波器，解决了现有技术中存在的现有技术中存在平衡式滤波器的FBW无法小于1％、品质因数低、损耗大的技术问题，该平衡式介质滤波器能够实现在FBW小于1％的同时具有高品质因数、低损耗以及较好的带通响应，进而能够满足某些特定的窄带无线通信系统的应用需求。
本发明实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
本发明实施例提供了一种平衡式介质滤波器，包括：电路板；对称且固定设置在所述电路板上的第一矩形介质谐振器和第二矩形介质谐振器；设置在所述电路板的第一端上，分别位于所述第一矩形介质谐振器两侧的第一微带馈线和第二微带馈线；所述第一微带馈线和所述第二微带馈线分别与所述第一矩形介质谐振器通过磁场激励与耦合；设置在所述电路板的第二端上，分别位于所述第二矩形介质谐振器两侧的第三微带馈线和第四微带馈线；所述第三微带馈线和所述第四微带馈线分别与所述第二矩形介质谐振器通过磁场激励与耦合；其中，所述第二端与所述第一端相对；用于容置所述电路板、所述第一矩形介质谐振器、所述第二矩形介质谐振器、所述第一微带馈线、所述第二微带馈线、所述第三微带馈线和所述第四微带馈线的金属屏蔽腔体。
可见，在本发明实施例中，通过在一电路板上对称且固定设置第一矩形介质谐振器和第二矩形介质谐振器；并在该电路板的第一端设置位于所述第一矩形介质谐振器两侧的第一微带馈线和第二微带馈线，在该电路板的与所述第一端相对的第二端设置位于所述第二矩形介质谐振器两侧的第三微带馈线和第四微带馈线，其中，所述第一微带馈线和所述第二微带馈线分别与所述第一矩形介质谐振器通过磁场激励与耦合；所述第三微带馈线和所述第四微带馈线分别与所述第二矩形介质谐振器通过磁场激励与耦合；进一步，第一、第二矩形介质谐振器，第一、第二、第三、第四微带馈线，以及电路板均容置于一金属屏蔽腔体中，最终获得一平衡式介质滤波器；该平衡式介质滤波器能够通过采用高介电常数、高品质因数的介质谐振器，并通过微带馈线进行差分激励，获得平衡式介质滤波器的差分通带，实现很窄的相对带宽，解决了现有技术中平衡式滤波器的FBW无法小于1％、品质因数低、损耗大的技术问题，能够实现在FBW小于1％的同时具有高品质因数、低损耗以及较好的带通响应，进而能够满足某些特定的窄带无线通信系统的应用需求。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
实施例一
请参考图1，本发明实施例提供了一种平衡式介质滤波器，包括：
电路板10，具体可以为印刷电路板；
对称且固定设置在电路板10上的第一矩形介质谐振器21和第二矩形介质谐振器22；具体的，可以采用胶水将第一矩形介质谐振器21和第二矩形介质谐振器22粘贴固定在电路板10上；
设置在电路板10的第一端11上，分别位于第一矩形介质谐振器21两侧的第一微带馈线31和第二微带馈线32；第一微带馈线31和第二微带馈线32分别与第一矩形介质谐振器21通过磁场激励与耦合；设置在电路板10的第二端12上，分别位于第二矩形介质谐振器22两侧的第三微带馈线33和第四微带馈线34；第三微带馈线33和第四微带馈线34分别与第二矩形介质谐振器22通过磁场激励与耦合；其中，第二端12与第一端11相对；
用于容置电路板10、第一矩形介质谐振器21、第二矩形介质谐振器22、第一微带馈线31、第二微带馈线32、第三微带馈线33和第四微带馈线34的金属屏蔽腔体40。
在具体实施过程中，第一微带馈线31和第二微带馈线32构成一对第一差分端口；第三微带馈线33和第四微带馈线34构成一对第二差分端口；其中，所述第一差分端口和所述第二差分端口均可作为信号输入/输出端口；具体的，当所述第一差分端口为信号输入端口时，所述第二差分端口为信号输出端口；或当所述第二差分端口为信号输入端口时，所述第一差分端口为信号输出端口。
在具体实施过程中，矩形介质谐振器是本申请平衡式介质滤波器的核心器件。根据矩形介质谐振器的电磁场特性可知，当矩形介质谐振器被激励时，矩形介质谐振器会谐振在不同频率的多个模式下，且同时产生TE波(即横电波)和TM波(即横磁波)。在本申请实施例中，第一矩形介质谐振器21和第二矩形介质谐振器22分别独立存在TEmn(s+δ)模和TMmn(s+δ)模，其中m、n、s分别是介质谐振器沿着x、y、z方向上的半波数，δ为大于0且小于1的数。进一步，所述TEmn(s+δ)模和所述TMmn(s+δ)模中的最低次模为TE11δ模和TM11δ模；所述TE11δ模为第一矩形介质谐振器21和第二矩形介质谐振器22的主模，用于构建所述平衡式介质滤波器的差分通带；所述TM11δ模用来实现第一矩形介质谐振器21和第二矩形介质谐振器22的共模响应。
具体的，通过调整第一矩形介质谐振器21和第二矩形介质谐振器22的尺寸，使介质谐振器的TM11δ模在频谱上远离TE11δ模，以提高所述平衡式介质滤波器的差分通带内的共模抑制水平。通常，在具体实施过程中，会将第一矩形介质谐振器21和第二矩形介质谐振器22的长度和宽度固定，通过调整第一矩形介质谐振器21和第二矩形介质谐振器22的高度，来使所述TM11δ模在频谱上远离所述TE11δ模，以提高所述平衡式介质滤波器的差分通带内的共模抑制水平。
具体的，请参考图2，将第一矩形介质谐振器21和第二矩形介质谐振器22的长度A和宽度B分别固定为20mm和16mm，其中，介质谐振器采用损耗角正切为2.5*10^-4，相对介电常数εr＝36.5的材料。在图2中，横坐标为介质谐振器的高度、纵坐标为模式频率(包括TE11δ和TM11δ两种模式)；图2中下方的曲线表示TE11δ模式下，矩形介质谐振器的模式频率与谐振器高度之间的变化关系，上方的曲线表示TM11δ模式下，矩形介质谐振器的模式频率与谐振器高度之间的变化关系，且两模式下的频率间隔确实是随介质谐振器高度的变化而变化的；其中，当L＝5mm时，矩形介质谐振器TE11δ模和TM11δ模的模式频率相差最大，即所述平衡式介质滤波器的共模响应在频谱上离TE11δ模最远，所述平衡式介质滤波器的差分通带内的共模抑制水平最好。
在具体实施过程中，请参考图3A和图3B，当矩形介质谐振器被激励时，其周围会产生TE11δ模式的电磁场和TM11δ模式的电磁场，其为空间立体分布，以空间坐标x-y-z为基准，其中，x-y平面为介质谐振器长(A)和宽(B)确定的平面，x-z平面为介质谐振器长(A)和高(L)确定的平面，y-z平面为介质谐振器宽(B)和高(L)确定的平面；具体的，如图3A所示，为第一、第二矩形介质谐振器的TE11δ模在x-z平面上的场分布；如图3B所示，为第一、第二矩形介质谐振器的TM11δ模在y-z平面上的场分布。
根据如图3A和图3B所示的矩形介质谐振器的场分布图，TE11δ模作为介质谐振器的主模，可以被一对微带馈线差分激励出来，来构建平衡式介质滤波器的差分通带。具体的，请参考图4，以所述第一差分端口(即图4中Port1和Port1’)作输入端且所述第二差分端口(即图4中Port2和Port2’)作输出端为例，当第一微带馈线31和第二微带馈线32输入一对由反向的黑色箭头代表的反向电流(即输入差分激励信号)时，根据安培右手螺旋定则，第一矩形介质谐振器21的TE11δ模被该差分激励信号激励起来，同时通过电磁耦合，将第二矩形介质谐振器22的TE11δ模也被激励起来在差分激励模式下，被激励起来的TE11δ模用来构成平衡式介质滤波器的基本通带；与此同时，第一矩形介质谐振器21和第二矩形介质谐振器22的TM11δ模，能够被一对用于信号输入的微带馈线(31和32)激励起来，用以充当共模响应。结合图2，通过调整优化矩形介质谐振器的尺寸，尤其是高度L，可以在频谱上分离TE11δ模和TM11δ模的谐振频率，从而能够有效提高平衡式介质滤波器的差分通带内的共模抑制水平。
请参考图5，为图1所示实施例中的平衡式介质滤波器电路板布局俯视图；进一步，请参考图6，为第一、第二矩形介质谐振器滤波器在差分工作模式下的等效电路图，是如图5所示的差分模式的激励原理的等效，图6中四根微带馈线(31～34)完全相同，Z0和Zc分别为四根微带馈线(31～34)中每根微带馈线低阻抗线和高阻抗线的特性阻抗，端口Port1和端口Port1’为所述第一差分端口，端口Port2和端口Port2’为所述第二差分端口，Cr1、Rr1和Lr1分别为第一矩形介质谐振器21的等效电容、电阻和电感，Cr2、Rr2和Lr2分别为第二矩形介质谐振器22的等效电容、电阻和电感，第一微带馈线31(对应Port1)与第一矩形介质谐振器21之间的耦合通过互感Lm1来等效，第二微带馈线32(对应Port1’)与第一矩形介质谐振器21之间的耦合通过互感Lm1’来等效，第三微带馈线33(对应Port2)与第二矩形介质谐振器22之间的耦合通过互感Lm2来等效，第四微带馈线34(对应Port2’)与第二矩形介质谐振器22之间的耦合通过互感Lm2’来等效，第一矩形介质谐振器21与第二矩形介质谐振器22之间的耦合也是通过互感Lm来等效。
由此可见，在本实施例中，所述平衡式介质滤波器的工作原理为：
一对差分信号从所述第一差分端口输入，第一矩形介质谐振器21的TE11δ模被该差分信号激励起来，第一矩形介质谐振器21和第二矩形介质谐振器22之间进行电磁耦合，使得第二矩形介质谐振器22的TE11δ模也被激励起来；同时，两个矩形介质谐振器的TM11δ模被用于信号输入的一对微带馈线激励起来；进一步，两个介质谐振器之间分别通过TE11δ模和TM11δ模构建平衡式介质滤波器的差分通带和共模响应，以将输入的差分信号从输入端口(即所述第一差分端口)传输到输出端口(即所述第二差分端口)进行输出；其中，所述平衡式介质滤波器的差分通带在传输所述差分信号的过程中，便对其进行了滤波处理，即输出端口输出的信号为滤波后的信号。当然，所述第二差分端口也可作为信号输入端口，那么，所述第一差分端口即为信号输出端口，滤波原理同上。
接着，请参考图7，为平衡式滤波器的组装结构图，为了防止在进行滤波时受到其它外界信号的干扰，将安装好矩形介质谐振器和微带馈线的电路板容置于金属屏蔽腔体40中；金属屏蔽腔体40包括金属盖401和金属腔室402，在金属腔室402对应第一、第二、第三、第四微带馈线的位置一一对应设置有四个通孔，并且为了方便与外界通信设备连接，在金属腔室402外表面对应所述四个通孔的位置设置有四个同轴接头(SMA)，四个同轴接头一一对应与上述四根微带馈线相连。
下面结合图5，以具体实施过程中所述平衡式介质滤波器的设计指标和结构尺寸来进行说明：
1)设计指标
在本实施例中，为了使设计出的基于第一、第二矩形介质谐振器的平衡式滤波器满足窄带系统的使用需求，设定其设计指标设定为：中心频率f0＝3.966GHz、3dB相对带宽FBW＝0.5％；进一步，可得到该滤波器设计时所需的外部品质因数Qe d＝207，介质谐振器之间耦合系数kd＝0.0059。
2)电路板10：采用印刷电路板，型号为Ro4003c，介电常数εr＝3.38，厚度为32mil，长度L1，宽度W1。
3)介质谐振器21、22
第一矩形介质谐振器21和第二矩形介质谐振器22具有相同的体积，长、宽、高分别为A、B、L，固定长度和宽度，两个介质谐振器均采用损耗角正切为2.5*10-4，相对介电常数εr＝36.5的材料。
3)介质谐振器在电路板上的安装布局
在印刷电路板10的第一端11上分开对称设置第一微带馈线31和第二微带馈线32，在印刷电路板10的与第一端11相对的第二端12上分开对称设置第三微带馈线33和第四微带馈线34，其中，四根微带馈线(31～34)的型号尺寸相同，微带馈线粗端的宽度W2、长度L2，微带馈线细端的宽度W3、长度L3；
分别在第一微带馈线31和第二微带馈线32之间安装第一矩形介质谐振器21，在第三微带馈线33和第四微带馈线34之间安装第二矩形介质谐振器22，第一矩形介质谐振器21和第二矩形介质谐振器22在印刷电路板10上的位置对称，且二者之间的距离为S；第一矩形介质谐振器21分别与第一微带馈线31和第二微带馈线32之间的距离为gap，同样第二矩形介质谐振器22分别与第三微带馈线33和第四微带馈线34之间的距离为gap。
通过对电路结构的合理布局，该滤波器设计时所需要的Qe d可以通过调节微带线与介质谐振器耦合的馈线长度L2和耦合间距gap来获得，所需要的kd可以通过调节两个谐振器之间的距离S来获得。
经过不断的仿真优化，在本实施例中，所设计的平衡式介质滤波器的部分尺寸被确定如下：A＝20mm，B＝16mm，S＝5mm，gap＝0.4mm,W1＝40.8mm，W2＝1.86mm，W3＝1mm，L1＝62mm，L2＝10mm，L3＝10mm；另外，金属屏蔽腔体40的高度h1＝12.3mm。
进一步，使用三维高频电磁场仿真软件HFSS(High Frequency StructureSimulator)以及安捷伦N5230A矢量网络分析仪对本发明的基于介质谐振器的窄带平衡式带通滤波器进行仿真和实际测量；如图8所示，平衡式介质滤波器的仿真测试图，图8中，Sdd11为平衡式介质滤波器的差分信号的S11参数，Sdd21为该差分信号的S21参数，SCC21为平衡式介质滤波器的共模信号的S21参数，最终的测试结果显示，中心频率为3.967GHz，FBW＝0.5％，最小插入损耗为1.3dB，通带内回波损耗大于12.5dB，从而验证了本申请平衡式介质滤波器适用于窄带系统滤波的性能。
实施例二
基于同一发明构思，请参考图9，本发明实施例还提供了一种平衡式介质滤波器制作方法，包括步骤：
S1、提供一个电路板10，在所述电路板10上对称且固定设置第一矩形介质谐振器21和第二矩形介质谐振器22；
S2、在所述电路板10的第一端11上，设置分别位于所述第一矩形介质谐振器21两侧的第一微带馈线31和第二微带馈线32；在所述电路板10的第二端12上，设置分别位于所述第二矩形介质谐振器22两侧的第三微带馈线33和第四微带馈线34；其中，所述第一微带馈线31和所述第二微带馈线32分别与所述第一矩形介质谐振器21通过磁场激励与耦合；所述第三微带馈线33和所述第四微带馈线34分别与所述第二矩形介质谐振器22通过磁场激励与耦合；所述第二端12与所述第一端11相对；
S3、将所述电路板10、所述第一矩形介质谐振器21、所述第二矩形介质谐振器22、所述第一微带馈线31、所述第二微带馈线32、所述第三微带馈线33和所述第四微带馈线34容置于金属屏蔽腔体40。
进一步，在所述步骤S2中，所述第一微带馈线31和所述第二微带馈线32构成一对第一差分端口；所述第三微带馈线33和所述第四微带馈线34构成一对第二差分端口。
在具体实施过程中，请参考图10，所述第一矩形介质谐振器21和所述第二矩形介质谐振器22分别独立存在TE11δ模和TM11δ模，在所述步骤S2之后，所述方法还包括：
S4、通过调整所述第一矩形介质谐振器21和所述第二矩形介质谐振器22的尺寸，使所述所述第一矩形介质谐振器21和所述第二矩形介质谐振器22的TM11δ模在频谱上远离TE11δ模，以提高所述平衡式介质滤波器的差分通带内的共模抑制水平。
进一步，所述步骤S4，具体为：
在所述第一矩形介质谐振器21和所述第二矩形介质谐振器22的长度和宽度固定时，调整所述第一矩形介质谐振器21和所述第二矩形介质谐振器22的高度，使所述所述第一矩形介质谐振器21和所述第二矩形介质谐振器22的TM11δ模在频谱上远离TE11δ模，以提高所述平衡式介质滤波器的差分通带内的共模抑制水平。
根据上面的描述，上述平衡式介质滤波器制作方法用于制作上述平衡式介质滤波器，所以，该制作方法与上述滤波器的一个或多个实施例一致，在此就不再一一赘述了。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制作品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种平衡式介质滤波器，其特征在于，所述滤波器包括：
电路板(10)；
对称且固定设置在所述电路板(10)上的第一矩形介质谐振器(21)和第二矩形介质谐振器(22)；
设置在所述电路板(10)的第一端(11)上，分别位于所述第一矩形介质谐振器(21)两侧的第一微带馈线(31)和第二微带馈线(32)；所述第一微带馈线(31)和所述第二微带馈线(32)分别与所述第一矩形介质谐振器(21)通过磁场激励与耦合；
设置在所述电路板(10)的第二端(12)上，分别位于所述第二矩形介质谐振器(22)两侧的第三微带馈线(33)和第四微带馈线(34)；所述第三微带馈线(33)和所述第四微带馈线(34)分别与所述第二矩形介质谐振器(22)通过磁场激励与耦合；其中，所述第二端(12)与所述第一端(11)相对；
用于容置所述电路板(10)、所述第一矩形介质谐振器(21)、所述第二矩形介质谐振器(22)、所述第一微带馈线(31)、所述第二微带馈线(32)、所述第三微带馈线(33)和所述第四微带馈线(34)的金属屏蔽腔体(40)。
2.如权利要求1所述的平衡式介质滤波器，其特征在于，所述第一微带馈线(31)和所述第二微带馈线(32)构成一对第一差分端口；所述第三微带馈线(33)和所述第四微带馈线(34)构成一对第二差分端口。
3.如权利要求1所述的平衡式介质滤波器，其特征在于，所述第一矩形介质谐振器(21)和所述第二矩形介质谐振器(22)分别独立存在TEmn(s+δ)模和TMmn(s+δ)模，其中m、n、s分别是介质谐振器沿着x、y、z方向上的半波数，δ为大于且0小于1的数。
4.如权利要求3所述的平衡式介质滤波器，其特征在于，所述TEmn(s+δ)模和所述TMmn(s+δ)模中的最低次模为TE11δ模和TM11δ模；所述TE11δ模为所述第一矩形介质谐振器(21)和所述第二矩形介质谐振器(22)的主模，用于构建所述平衡式介质滤波器的差分通带；所述TM11δ模用来实现所述第一矩形介质谐振器(21)和所述第二矩形介质谐振器(22)的共模响应。
5.如权利要求4所述的平衡式介质滤波器，其特征在于，通过调整所述第一矩形介质谐振器(21)和所述第二矩形介质谐振器(22)的尺寸，使所述TM11δ模在频谱上远离所述TE11δ模，以提高所述平衡式介质滤波器的差分通带内的共模抑制水平。
6.如权利要求5所述的平衡式介质滤波器，其特征在于，所述调整所述第一矩形介质谐振器(21)和所述第二矩形介质谐振器(22)的尺寸，具体为：在所述第一矩形介质谐振器(21)和所述第二矩形介质谐振器(22)的长度和宽度固定时，调整所述第一矩形介质谐振器(21)和所述第二矩形介质谐振器(22)的高度。
7.一种平衡式介质滤波器制作方法，其特征在于，所述方法包括步骤：
S1、提供一个电路板(10)，在所述电路板(10)上对称且固定设置第一矩形介质谐振器(21)和第二矩形介质谐振器(22)；
S2、在所述电路板(10)的第一端(11)上，设置分别位于所述第一矩形介质谐振器(21)两侧的第一微带馈线(31)和第二微带馈线(32)；在所述电路板(10)的第二端(12)上，设置分别位于所述第二矩形介质谐振器(22)两侧的第三微带馈线(33)和第四微带馈线(34)；其中，所述第一微带馈线(31)和所述第二微带馈线(32)分别与所述第一矩形介质谐振器(21)通过磁场激励与耦合；所述第三微带馈线(33)和所述第四微带馈线(34)分别与所述第二矩形介质谐振器(22)通过磁场激励与耦合；所述第二端(12)与所述第一端(11)相对；
S3、将所述电路板(10)、所述第一矩形介质谐振器(21)、所述第二矩形介质谐振器(22)、所述第一微带馈线(31)、所述第二微带馈线(32)、所述第三微带馈线(33)和所述第四微带馈线(34)容置于金属屏蔽腔体(40)。
8.如权利要求7所述的平衡式介质滤波器制作方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述第一微带馈线(31)和所述第二微带馈线(32)构成一对第一差分端口；所述第三微带馈线(33)和所述第四微带馈线(34)构成一对第二差分端口。
9.如权利要求7或8所述的平衡式介质滤波器制作方法，其特征在于，所述第一矩形介质谐振器(21)和所述第二矩形介质谐振器(22)分别独立存在TE11δ模和TM11δ模，在所述步骤S2之后，所述方法还包括：
S4、通过调整所述第一矩形介质谐振器(21)和所述第二矩形介质谐振器(22)的尺寸，使所述所述第一矩形介质谐振器(21)和所述第二矩形介质谐振器(22)的TM11δ模在频谱上远离TE11δ模，以提高所述平衡式介质滤波器的差分通带内的共模抑制水平。
10.如权利要求9所述的平衡式介质滤波器制作方法，其特征在于，所述步骤S4，具体为：
在所述第一矩形介质谐振器(21)和所述第二矩形介质谐振器(22)的长度和宽度固定时，调整所述第一矩形介质谐振器(21)和所述第二矩形介质谐振器(22)的高度，使所述所述第一矩形介质谐振器(21)和所述第二矩形介质谐振器(22)的TM11δ模在频谱上远离TE11δ模，以提高所述平衡式介质滤波器的差分通带内的共模抑制水平。
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