二槽線，7-第二微帶線，8-第一金屬探針，9-第二金屬探針。
【具體實(shí)施方式】
[0049]實(shí)施例1:
[0050]本實(shí)施例設(shè)計(jì)一個(gè)帶通濾波器的基本結(jié)構(gòu)，如圖5?圖9所示，圖中示出了統(tǒng)一的三維坐標(biāo)，該濾波器包括矩形波導(dǎo)1、第一介質(zhì)板2和第二介質(zhì)板3，其中:
[0051]所述矩形波導(dǎo)I的四個(gè)面具有一定厚度，內(nèi)部填充有空氣，頂部由第一介質(zhì)板2覆蓋，底部由第二介質(zhì)板3覆蓋，第一介質(zhì)板2的頂面設(shè)有第一微帶線4，第一介質(zhì)板2的底面設(shè)有第一槽線5 ;所述第二介質(zhì)板3的頂面設(shè)有第二槽線6，底面設(shè)有第二微帶線7，所述矩形波導(dǎo)1、第一微帶線4和第二微帶線7均采用金屬材料構(gòu)成；
[0052]所述第一微帶線4和第二微帶線7都是50 Ω微帶線，形狀均為矩形，且第一微帶線4與第二微帶線7的長(zhǎng)度、寬度相一致，所述第一微帶線4橫向設(shè)置在第一介質(zhì)板2的頂面，且其中一端作為端口 Portl，該端口 Portl位于第一介質(zhì)板2的左邊緣處；所述第二微帶線7橫向設(shè)置在第二介質(zhì)板3的底面，且其中一端作為端口 Port2，該端口 Port2位于第二介質(zhì)板3的右邊緣處。
[0053]所述第一槽線5和第二槽線6的形狀均為矩形，它們之間完全對(duì)稱；如圖10所示，可以看到第一槽線5傾斜設(shè)置在第一介質(zhì)板2的底面上，將第一槽線5與Y軸正方向的偏轉(zhuǎn)角記為dl ;同理，由于第二槽線6與第一槽線5對(duì)稱，所以也是傾斜設(shè)置在第二介質(zhì)板3的頂面上，將第二槽線6與Y軸正方向的偏轉(zhuǎn)角也記為dl。
[0054]上述帶通濾波器濾波器結(jié)構(gòu)在不同偏轉(zhuǎn)角dl (分別為45度、50度、55度和60度)下的仿真結(jié)果如圖11所示(圖中Sll參數(shù)是指輸入端口的回波損耗，S21參數(shù)是指輸入端口到輸出端口的正向傳輸系數(shù))，從圖中可以看出，此結(jié)構(gòu)激勵(lì)出了兩個(gè)模式，從這兩個(gè)模式的頻點(diǎn)的矢量電場(chǎng)分布可以看出，這兩個(gè)模式為矩形波導(dǎo)傳輸中的TEltl和TEΜ模，兩個(gè)模式形成了兩個(gè)通帶，通帶之間有傳輸零點(diǎn)，而且傳輸零點(diǎn)的位置隨角度dl的變化而變化，但兩個(gè)模式的頻點(diǎn)位置保持不變，這說明了通帶之間的傳輸零點(diǎn)位置單獨(dú)可控。
[0055]在上述帶通濾波器濾波器結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，增加一對(duì)折疊形的金屬探針，可以激勵(lì)出矩形波導(dǎo)I內(nèi)的三個(gè)模式，形成三個(gè)通帶，如圖12?圖14所示，這一對(duì)金屬探針分別為第一金屬探針8和第二金屬探針9，所述第一金屬探針8與第一槽線5連接，并向下延伸至矩形波導(dǎo)I內(nèi)，所述第二金屬探針9與第二槽線6連接，并向上延伸至矩形波導(dǎo)I內(nèi)，與槽線一樣，第一金屬探針8與第二金屬探針9之間完全對(duì)稱。
[0056]增加金屬探針后的帶通濾波器濾波器具體原理是:設(shè)端口 Portl為輸入端口，端口 Port2為輸出端口，信號(hào)從端口 Portl輸入后，利用第一微帶線4進(jìn)行饋電，將能量傳輸給第一槽線5，第一槽線5通過第一金屬探針8將能量耦合到矩形波導(dǎo)I內(nèi)，激勵(lì)出矩形波導(dǎo)I內(nèi)的三個(gè)模式，形成三個(gè)通帶，然后通過第二金屬探針9和第二槽線6，在第二微帶線7上通過端口 Port2輸出。
[0057]圖15顯示了增加金屬探針后的帶通濾波器在不同偏轉(zhuǎn)角dl(分別為25度、30度、35度和40度)下的仿真結(jié)果(圖中Sll參數(shù)是指輸入端口的回波損耗，S21參數(shù)是指輸入端口到輸出端口的正向傳輸系數(shù))，從圖中可以看出，此結(jié)構(gòu)激勵(lì)出了三個(gè)模式，從這三個(gè)模式頻點(diǎn)的矢量電場(chǎng)分布可以看出，這三個(gè)模式為矩形波導(dǎo)傳輸中的TE1(1、TEc^P TM11模，相比于圖5?圖8所示的濾波器結(jié)構(gòu)，圖12?圖14所示的濾波器結(jié)構(gòu)增加了一個(gè)通帶，而且在第二通帶與第三通帶之間也形成了一個(gè)傳輸零點(diǎn)；在不同的dl下，三個(gè)模式的頻點(diǎn)和第二通帶與第三通帶之間的傳輸零點(diǎn)位置基本保持不變，但第一通帶與第二通帶之間的傳輸零點(diǎn)隨dl的增大而左移，這說明在增加一對(duì)金屬探針之后，不僅很好地繼承了圖5?圖8所示濾波器結(jié)構(gòu)的原本特性，而且新增加了一個(gè)通帶和一個(gè)傳輸零點(diǎn)。
[0058]圖16是dl = 45度的情況下增加金屬探針后的帶通濾波器的仿真結(jié)果(圖中S11參數(shù)是指輸入端口的回波損耗，S21參數(shù)是指輸入端口到輸出端口的正向傳輸系數(shù))，從仿真結(jié)果可以看出，在2.949GHz、2.998GHz和3.037GHz處形成了三個(gè)通帶，通帶內(nèi)的回波損耗都在-15dB以下，最大插損小于ldB，在2.974GHz和3.02GHz處的兩個(gè)傳輸零點(diǎn)極大地改善了通帶的矩形度，也即是改善了濾波器的選擇性?？梢姡赿l = 45度時(shí)，即第一槽線5和第二槽線6的傾斜角度為45度時(shí)，該濾波器得到了最佳的優(yōu)化效果。
[0059]上述增加金屬探針后的帶通濾波器形成三通帶的原理采用了多模諧振器的概念，三通帶的形成是由于激勵(lì)出了矩形波導(dǎo)里面的三個(gè)模式，這是矩形波導(dǎo)的三個(gè)本征模，是矩形波導(dǎo)固有的，與饋電結(jié)構(gòu)無關(guān)。因此，想要改變?nèi)齻€(gè)模式的頻點(diǎn)，適當(dāng)調(diào)節(jié)矩形波導(dǎo)的尺寸便可將通帶移到理想的頻點(diǎn)上。
[0060]上述實(shí)施例中，所述矩形波導(dǎo)、第一微帶線、第二微帶線采用的金屬材料可以為鋁、鐵、錫、銅、銀、金和鉑的任意一種，或可以為鋁、鐵、錫、銅、銀、金和鉑任意一種的合金。
[0061]綜上所述，本實(shí)用新型基于矩形波導(dǎo)模式簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，利用矩形波導(dǎo)內(nèi)的三個(gè)模式設(shè)計(jì)出一個(gè)三通帶帶通濾波器，設(shè)計(jì)出的濾波器具有矩形波導(dǎo)低損耗、高Q值、高功率容量等特點(diǎn)，并且三通帶之間具有兩個(gè)傳輸零點(diǎn)，提高了選擇性，能夠很好地滿足現(xiàn)代多頻帶通信的要求。
[0062]以上所述，僅為本實(shí)用新型專利較佳的實(shí)施例，但本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型專利所公開的范圍內(nèi)，根據(jù)本實(shí)用新型專利的技術(shù)方案及其實(shí)用新型構(gòu)思加以等同替換或改變，都屬于本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種三通帶矩形波導(dǎo)帶通濾波器，其特征在于:包括矩形波導(dǎo)、第一介質(zhì)板和第二介質(zhì)板，所述第一介質(zhì)板將矩形波導(dǎo)的頂部覆蓋，所述第二介質(zhì)板將矩形波導(dǎo)的底部覆蓋；所述第一介質(zhì)板的頂面設(shè)有第一微帶線，底面設(shè)有第一槽線；所述第二介質(zhì)板的頂面設(shè)有第二槽線，底面設(shè)有第二微帶線；所述第一槽線連接有第一金屬探針，所述第二槽線連接有第二金屬探針，所述第一金屬探針向下延伸至矩形波導(dǎo)內(nèi)，所述第二金屬探針向上延伸至矩形波導(dǎo)內(nèi)，使矩形波導(dǎo)內(nèi)形成三個(gè)通帶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三通帶矩形波導(dǎo)帶通濾波器，其特征在于:所述第一槽線與第二槽線之間完全對(duì)稱，所述第一金屬探針與第二金屬探針之間完全對(duì)稱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三通帶矩形波導(dǎo)帶通濾波器，其特征在于:所述第一微帶線和第二微帶線的形狀均為矩形，且第一微帶線與第二微帶線的長(zhǎng)度、寬度相一致，所述第一微帶線橫向設(shè)置在第一介質(zhì)板的頂面，且其中一端作為端口，所述第二微帶線橫向設(shè)置在第二介質(zhì)板的底面，且其中一端作為端口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種三通帶矩形波導(dǎo)帶通濾波器，其特征在于:所述第一微帶線的端口位于第一介質(zhì)板的左邊緣處，所述第二微帶線的端口位于第二介質(zhì)板的右邊緣處。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的一種三通帶矩形波導(dǎo)帶通濾波器，其特征在于:所述第一槽線和第二槽線的形狀均為矩形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的一種三通帶矩形波導(dǎo)帶通濾波器，其特征在于:所述第一金屬探針和第二金屬探針的形狀均為折疊形。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的一種三通帶矩形波導(dǎo)帶通濾波器，其特征在于:所述第一槽線傾斜設(shè)置在第一介質(zhì)板的底面上，所述第二槽線傾斜設(shè)置在第二介質(zhì)板的頂面上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種三通帶矩形波導(dǎo)帶通濾波器，其特征在于:所述第一槽線和第二槽線的傾斜角度均為45度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的一種三通帶矩形波導(dǎo)帶通濾波器，其特征在于:所述矩形波導(dǎo)、第一微帶線和第二微帶線均采用金屬材料構(gòu)成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的一種三通帶矩形波導(dǎo)帶通濾波器，其特征在于:所述矩形波導(dǎo)內(nèi)填充有空氣。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種三通帶矩形波導(dǎo)帶通濾波器，包括矩形波導(dǎo)、第一介質(zhì)板和第二介質(zhì)板，所述第一介質(zhì)板將矩形波導(dǎo)的頂部覆蓋，所述第二介質(zhì)板將矩形波導(dǎo)的底部覆蓋；所述第一介質(zhì)板的頂面設(shè)有第一微帶線，底面設(shè)有第一槽線；所述第二介質(zhì)板的頂面設(shè)有第二槽線，底面設(shè)有第二微帶線；所述第一槽線連接有第一金屬探針，所述第二槽線連接有第二金屬探針，所述第一金屬探針向下延伸至矩形波導(dǎo)內(nèi)，所述第二金屬探針向上延伸至矩形波導(dǎo)內(nèi)，使矩形波導(dǎo)內(nèi)形成三個(gè)通帶。本實(shí)用新型的濾波器具有矩形波導(dǎo)低損耗、高Q值、高功率容量等特點(diǎn)，并且三通帶之間具有兩個(gè)傳輸零點(diǎn)，提高了選擇性，能夠很好的滿足現(xiàn)代通訊系統(tǒng)的要求。
【IPC分類】H01P1-20
【公開號(hào)】CN204375882
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520012395
【發(fā)明人】王世偉, 郭在成, 褚慶昕
【申請(qǐng)人】華南理工大學(xué)
【公開日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2015年1月8日