專利名稱：一種六邊環(huán)雙模微帶帶通濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種濾波器，特別涉及一種結(jié)構(gòu)簡單、便于加工、操作方便的六邊環(huán)雙模微帶帶通濾波器。
背景技術(shù)：
濾波器在射頻與微波電路中有著非常重要的作用，是無線通信、雷達系統(tǒng)中的關(guān)鍵無源器件之一，其本身的特性會影響整個系統(tǒng)的性能。因而，研究具有高性能、小型化、低損耗的濾波器備受關(guān)注。近些年來，與微波有關(guān)的技術(shù)及濾波器的制作工藝迅猛發(fā)展，給濾波器設(shè)計帶來新的方法。諸如液晶聚合物(liquid crystal polymer, LCP)及低溫共燒陶瓷(low temperature co-fired ceramic, LTCC)多層濾波器、多頻帶濾波器、超寬帶(ultra-wideband, UffB)濾波器等新型濾波器獲得很好的應(yīng)用，而日益成熟的射頻微機電系統(tǒng)(radio frequency microelectromechanic system, RF MEMS)及單片機集成電路(monolithic microwave-1ntegrated circuit, MMIC)技術(shù),也推動著濾波器的發(fā)展。與此同時，傳輸線結(jié)構(gòu)也有著新的改變，諸如共面波導(dǎo)(co-planar waveguide, CPW)、槽線(slotline)、缺陷地結(jié)構(gòu)(defected ground structure, DGS)等在濾波器設(shè)計里的綜合利用，形成了新的研究趨勢。但是采用微帶線結(jié)構(gòu)來設(shè)計濾波器，不僅理論基礎(chǔ)成熟，而且微帶濾波器有著良好的性能，制作工藝相對簡單。因此，微帶濾波器一直是微波濾波器研究的重點。與此同時，濾波器的小型化和高性能將繼續(xù)是兩大重要課題。微波濾波器小型化通常采用的幾種方法:1、采用高介電常數(shù)材料減小濾波器的尺寸。2、采用慢波結(jié)構(gòu)設(shè)計微帶濾波器。3、采用多層技術(shù)減小濾波器的體積。4、采用雙模諧振器設(shè)計濾波器等。微帶諧振器易于和其它微波電路集成，是目前開發(fā)微波元器件的熱點。雙模諧振器是微波帶通濾波器小型化最有效的手段之一，主要包括波導(dǎo)雙模諧振器、介質(zhì)雙模諧振器和微帶雙模諧振器。常用微帶諧振器可以是圓形、方形、環(huán)形或折線等形式。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種六邊環(huán)雙模微帶帶通濾波器，通過在濾波器的主體內(nèi)設(shè)置微擾小環(huán)和菱形貼片，從而克服了傳統(tǒng)技術(shù)中的不足，實現(xiàn)本發(fā)明的目的。本發(fā)明所解決的技術(shù)問題可以采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
一種六邊環(huán)雙模微帶帶通濾波器，所述濾波器的主體包括一正六邊形銅箔環(huán)，所述正六邊形銅箔環(huán)的內(nèi)環(huán)設(shè)置有至少一個微擾小環(huán)和至少一個菱形貼片，所述微擾小環(huán)與正六邊形銅箔環(huán)的饋電方式為垂直結(jié)構(gòu)的縫隙耦合；所述正六邊形銅箔環(huán)還包括輸入端和輸出端，所述輸入端和輸出端均通過V形臂與正六邊形銅箔環(huán)連接。在本發(fā)明的一個實施例中，所述微擾小環(huán)與正六邊形銅箔環(huán)等比例縮小的正六邊形。在本發(fā)明的一個實施例中，所述正六邊形銅箔環(huán)的外徑和內(nèi)徑分別為8mm和6mm。在本發(fā)明的一個實施例中，所述微擾小環(huán)的外徑和內(nèi)徑分別為2mm和1_。
本發(fā)明的有益效果在于:六邊環(huán)雙模微帶帶通濾波器在六邊環(huán)內(nèi)增加微擾小環(huán)和菱形貼片，尺寸小，通帶的兩側(cè)都有衰減極點，且通帶右側(cè)有兩個衰減極點，其性能優(yōu)于其他形狀的帶通濾波器。


圖1為本發(fā)明所述的六邊環(huán)雙模微帶帶通濾波器的幾何結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實施方式
，進一步闡述本發(fā)明。如圖1所示，本發(fā)明所述的一種六邊環(huán)雙模微帶帶通濾波器，所述濾波器的主體包括一正六邊形銅箔環(huán)，所述正六邊形銅箔環(huán)的內(nèi)環(huán)設(shè)置有一個微擾小環(huán)和一個菱形貼片，所述微擾小環(huán)與正六邊形銅箔環(huán)的饋電方式為垂直結(jié)構(gòu)的縫隙耦合；所述正六邊形銅箔環(huán)還包括輸入端和輸出端，所述輸入端和輸出端均通過V形臂與正六邊形銅箔環(huán)連接。本發(fā)明提出一種全新的微帶帶通濾波器拓撲結(jié)構(gòu)，采用麥克斯韋方程證明此拓撲結(jié)構(gòu)，對于實際情況，由于很難或無法用麥克斯韋方程從理論上來證明，只能采用數(shù)值方法來證明，學術(shù)和工程上常采用的方法是利用商用的高頻電磁仿真軟件進行電磁仿真來證明、優(yōu)化。商用的高頻電磁仿真軟件有多種，我采用的是HFSS對提出的拓撲結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化。再將優(yōu)化的結(jié)構(gòu)制成樣品，對樣品測試，用實驗的方法證實該濾波器拓撲結(jié)構(gòu)。外部六邊環(huán)I的內(nèi)外徑分別為6mm和8mm,微擾小環(huán)2的內(nèi)外徑分別為Imm和2mm,菱形貼片3的邊長為1.5_，六邊環(huán)與饋線的間隙為0.5mm，V形臂4的寬度為0.4_。六邊環(huán)1、2，菱形貼片3和饋線4、5均為介電系數(shù)為2.65,襯底厚度為1_的銅箔。雙模特性是WolfT在20世紀70年代初用來設(shè)計和制作帶通濾波器時首先發(fā)現(xiàn)的。諧振器中對于不同的場分布有無窮多個諧振模式和諧振頻率，其中具有相同諧振頻率的模式稱為簡并模。若在單個諧振器中通過加入一些微擾(比如開槽、切角或加入小的貼片、內(nèi)切角等)，會改變原正交簡并模的電場分布，使得一對正交簡并模之間發(fā)生耦合，兩個耦合簡并模的作用相當于兩個耦合諧振器，從而在保持諧振回路不變的情況下，使諧振器的個數(shù)減少一半。通過改變這些微擾的大小可以對耦合強度進行控制。從現(xiàn)有文獻來看，已經(jīng)研究的微帶雙模諧振器(濾波器)主要包括:圓形、方形、圓環(huán)、方環(huán)、折線形、三角形等。本發(fā)明是一種新型的六邊環(huán)雙模微帶帶通濾波器，在濾波器的外形(拓撲結(jié)構(gòu))上不同于現(xiàn)有文獻雙模微帶帶通濾波器的外形(圓形、方形、圓環(huán)、方環(huán)、折線形、三角形等)。本發(fā)明的微帶帶通濾波器，尺寸小，通帶的兩側(cè)都有衰減極點，且通帶右側(cè)有兩個衰減極點，其性能優(yōu)于其他形狀的帶通濾波器。諧振器中對于不同的場分布有無窮多個諧振模式和諧振頻率，其中具有相同諧振頻率的模式稱為簡并模。若在單個諧振器中通過加入一些微擾(比如開槽、切角或加入小的貼片、內(nèi)切角等)，會改變原正交簡并模的電場分布，使得一對正交簡并模之間發(fā)生稱合，兩個耦合簡并模的作用相當于兩個耦合諧振器，從而在保持諧振回路不變的情況下，使諧振器的個數(shù)減少一半。并且通過改變這些微擾的大小可以對耦合強度進行控制，從而調(diào)整衰減極點的位置，方便設(shè)計濾波器的實際應(yīng)用。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.一種六邊環(huán)雙模微帶帶通濾波器，其特征在于，所述濾波器的主體包括一正六邊形銅箔環(huán)，所述正六邊形銅箔環(huán)的內(nèi)環(huán)設(shè)置有一個微擾小環(huán)和一個菱形貼片，所述微擾小環(huán)與正六邊形銅箔環(huán)的饋電方式為垂直結(jié)構(gòu)的縫隙耦合；所述正六邊形銅箔環(huán)還包括輸入端和輸出端，所述輸入端和輸出端均通過V形臂與正六邊形銅箔環(huán)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種六邊環(huán)雙模微帶帶通濾波器，其特征在于，所述微擾小環(huán)與正六邊形銅箔環(huán)等比例縮小的正六邊形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種六邊環(huán)雙模微帶帶通濾波器，其特征在于，所述正六邊形銅箔環(huán)的外徑和內(nèi)徑分別為8mm和6mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種六邊環(huán)雙模微帶帶通濾波器，其特征在于，所述微擾小環(huán)的外徑和內(nèi)徑分別為2mm和1mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種六邊環(huán)雙模微帶帶通濾波器，所述濾波器的主體包括一正六邊形銅箔環(huán)，所述正六邊形銅箔環(huán)的內(nèi)環(huán)設(shè)置有一個微擾小環(huán)和一個菱形貼片，所述微擾小環(huán)與正六邊形銅箔環(huán)的饋電方式為垂直結(jié)構(gòu)的縫隙耦合；所述正六邊形銅箔環(huán)還包括輸入端和輸出端，所述輸入端和輸出端均通過V形臂與正六邊形銅箔環(huán)連接。本發(fā)明的有益效果在于六邊環(huán)雙模微帶帶通濾波器在六邊環(huán)內(nèi)增加微擾小環(huán)和菱形貼片，尺寸小，通帶的兩側(cè)都有衰減極點，且通帶右側(cè)有兩個衰減極點，其性能優(yōu)于其他形狀的帶通濾波器。
文檔編號H01P1/203GK103165965SQ20131012612
公開日2013年6月19日 申請日期2013年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月12日
發(fā)明者曹雨露, 張友俊 申請人:上海海事大學