一種高選擇性的三模單腔帶通濾波器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種帶通濾波器，尤其是一種高選擇性的三模單腔帶通濾波器，屬于無(wú)線通訊領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，頻譜資源變得越來(lái)越稀缺，為了能夠更加有效地利用有限的頻譜資源，對(duì)分隔頻率的要求也就越來(lái)越高，微波濾波器作為一種重要的微波選頻無(wú)源器件，其發(fā)展也越來(lái)受到越來(lái)越多的重視。
[0003]從二十世紀(jì)七十年代開始，矩形諧振腔就被用來(lái)設(shè)計(jì)微波濾波器，因其具有選擇性高、損耗低、功率容量大等優(yōu)點(diǎn)而廣泛用于軍事、衛(wèi)星、數(shù)字電視廣播、基站等現(xiàn)代通信中。采用矩形諧振腔來(lái)設(shè)計(jì)濾波器的原理主要是利用諧振腔里的多模特性，也即是TE1(1、丁‘和TM11這三個(gè)模式，因此單腔設(shè)計(jì)出來(lái)的濾波器在通帶內(nèi)一般都具有三個(gè)極點(diǎn)。所以，利用矩形諧振腔來(lái)設(shè)計(jì)微波濾波器的關(guān)鍵問題是怎樣激勵(lì)出腔體里的三個(gè)模式，具體來(lái)說(shuō)主要涉及到濾波器的饋電方式和腔體內(nèi)模式間的耦合。就饋電方式而言，最常見的是波導(dǎo)饋電和同軸線饋電；就腔體內(nèi)模式間的耦合方式上，常見的方法有切邊框、加枝節(jié)、設(shè)置非諧振器等，這些方法要么改變了腔體的結(jié)構(gòu)，增加了制作成本，要么結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，不利于大規(guī)模生產(chǎn)。
[0004]波導(dǎo)和同軸線饋電不僅制作成本高，而且不易與其他微波器件連接，采用微帶饋電結(jié)構(gòu)的實(shí)例很少，且大都結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
[0005]如上所述，利用腔體制作帶通濾波器的關(guān)鍵是怎樣激勵(lì)出腔體里的TE1(1、TE01^PTM11這三個(gè)模式，也即是怎樣激勵(lì)和控制這三個(gè)模式間的耦合和腔體間的耦合，不同的結(jié)構(gòu)有不同的方法，如下:
[0006]I) 一種最常見的結(jié)構(gòu)由G.Lastoria等人于1998年在IEEE MICROWAVE AND⑶IDED WAVE LETTERS 期刊上提出了，發(fā)表了題為《CAD of Triple-Mode Cavities inRectangular Waveguide)) 一文，根據(jù)其仿真結(jié)果，可以知道通帶內(nèi)有三個(gè)極點(diǎn)，代表三個(gè)模式(TE10, TE01^P TM n)，帶內(nèi)回波損耗低于20dBo
[0007]2)利用I)所述的結(jié)構(gòu)單元，M.Mattes等人于2000年在IEEE MTT-S Digest上發(fā)表了題為〈〈Six-pole triple mode filters in rectangular waveguide〉〉的文章，將 I)所述結(jié)構(gòu)的兩個(gè)結(jié)構(gòu)單元進(jìn)行級(jí)聯(lián)，設(shè)計(jì)出一款六階濾波器，由于在級(jí)聯(lián)的兩個(gè)結(jié)構(gòu)單元中引入了交叉耦合(通過中間矩形孔實(shí)現(xiàn))，所以可以在帶外得到一對(duì)傳輸零點(diǎn)。根據(jù)其仿真結(jié)果，可以知道通帶內(nèi)有六個(gè)極點(diǎn)，通帶外有一對(duì)傳輸零點(diǎn)。傳輸零點(diǎn)的引入改善了濾波器的選擇特性。
[0008]3)Chi Wang 等人于 2001 年在 IEEE MTT-S Digest 上發(fā)表題為《A practicaltriple-mode monoblock bandpass filter for base stat1n applicat1ns〉〉文章提出的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)與2)所述結(jié)構(gòu)相似，通過級(jí)聯(lián)兩個(gè)結(jié)構(gòu)單元，從而引入交叉耦合實(shí)現(xiàn)帶通濾波器的六個(gè)模式和雙零點(diǎn)特性，唯一的不同之處在于饋電，此結(jié)構(gòu)是通過同軸線饋電。
[0009]4) Kenichi Konno 等人于 2001 年在 IEEE MTT-S Digest 上發(fā)表題為《A compactelliptic-funct1n BPF using triple-mode cavities for terrestrial digitaltelevis1n transmitters》的文章，提出了該結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)值得關(guān)注的地方在于它怎樣控制腔體間的耦合，于引入了兩對(duì)交叉耦合，所以可以得到兩對(duì)傳輸零點(diǎn)，從響應(yīng)結(jié)果看來(lái)，兩對(duì)傳輸零點(diǎn)的產(chǎn)生使濾波器的選擇性和帶外特性都很好。
[0010]以上四種帶通濾波器都是基于矩形諧振腔，是比較常見的設(shè)計(jì)方法，從饋電上來(lái)看，主要是矩形波導(dǎo)饋電和同軸線饋電。設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于怎樣控制模式間的耦合與腔體之間的耦合，耦合控制好了，就能得到很好的特性。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0011]本實(shí)用新型的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種高選擇性的三模單腔帶通濾波器，該濾波器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通過微帶線進(jìn)行饋電，不僅降低了成本，而且易于與其他器件集成。
[0012]本實(shí)用新型的目的可以通過采取如下技術(shù)方案達(dá)到:
[0013]一種高選擇性的三模單腔帶通濾波器，包括矩形腔體、第一介質(zhì)板和第二介質(zhì)板，所述第一介質(zhì)板將矩形腔體的頂部覆蓋，所述第二介質(zhì)板將矩形腔體的底部覆蓋；所述第一介質(zhì)板的頂面設(shè)有第一微帶線，底面設(shè)有折疊型的第一槽線；所述第二介質(zhì)板的頂面設(shè)有折疊型的第二槽線，底面設(shè)有第二微帶線；所述第一槽線和第二槽線的形狀相同。
[0014]作為一種優(yōu)選方案，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。
[0015]作為一種優(yōu)選方案，所述第一槽線和第二槽線傾斜的角度相同，且傾斜的方向相反，所述第一槽線在第二介質(zhì)板頂面上的投影與第二槽線關(guān)于第二介質(zhì)板頂面的縱向中心線呈對(duì)稱結(jié)構(gòu)。
[0016]作為一種優(yōu)選方案，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。
[0017]作為一種優(yōu)選方案，所述第一微帶線與第二微帶線呈旋轉(zhuǎn)對(duì)稱結(jié)構(gòu)，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。
[0018]作為一種優(yōu)選方案，所述第一槽線和第二槽線的形狀均為凹形。
[0019]作為一種優(yōu)選方案，所述第一微帶線和第二微帶線均采用50Ω微帶線。
[0020]作為一種優(yōu)選方案，所述矩形腔體、第一微帶線和第二微帶線均采用金屬材料構(gòu)成。
[0021]作為一種優(yōu)選方案，所述矩形腔體內(nèi)填充有空氣。
[0022]本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的有益效果:
[0023]1、本實(shí)用新型的帶通濾波器利用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的微帶線來(lái)進(jìn)行饋電，不僅降低了成本，而且易于與其他器件集成；此外，微帶線的作用不僅僅在于饋電，還可以將能量傳輸給折疊型的槽線結(jié)構(gòu)，由槽線結(jié)構(gòu)激勵(lì)出了矩形腔體內(nèi)的三個(gè)模式，這保證了矩形腔體的完整性，使濾波器能夠繼承傳統(tǒng)矩形諧振腔選擇性高、功率容量大等優(yōu)點(diǎn)。
[0024]2、本實(shí)用新型的帶通濾波器的仿真結(jié)果顯示，通帶內(nèi)有三個(gè)極點(diǎn)，也即三個(gè)模式，分別在2.899GHz,3.002GHz和3.07GHz處，并在通帶兩側(cè)有一對(duì)傳輸零點(diǎn)。
[0025]3、本實(shí)用新型的帶通濾波器可以通過改變矩形腔體的各邊邊長(zhǎng)調(diào)整各個(gè)模式的頻點(diǎn)，使它們相互靠近形成通帶，從而使濾波器得到優(yōu)化，仿真結(jié)果顯示帶內(nèi)帶外性能均良好，選擇性高，符合現(xiàn)代通信技術(shù)的要求。
[0026]4、本實(shí)用新型的帶通濾波器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、帶內(nèi)帶外性能很好，克服了傳統(tǒng)微帶寬帶濾波器損耗大、Q值低的缺點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1的帶通濾波器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖2為圖1所示帶通濾波器結(jié)構(gòu)的俯視圖。
[0029]圖3為圖1所示帶通濾波器結(jié)構(gòu)的仰視圖。
[0030]圖4為圖1所示帶通濾波器結(jié)構(gòu)的正視圖。
[0031]圖5為圖1所示帶通濾波器結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
[0032]圖6為圖1所示帶通濾波器中第一介質(zhì)板的底面示意圖。
[0033]圖7為圖1所示帶通濾波器中第一槽線和第二槽線的俯視圖。
[0034]圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例1的帶通濾波器的仿真結(jié)果圖。
[0035]圖9為圖8中第一個(gè)模式2.899GHz處的電場(chǎng)分布圖。
[0036]圖10