[發明專利]減小諧振器之間寄生耦合的方法以及濾波器

在審

• 申請號: 201410134734.9
• 申請日: 2014-04-04
• 公開（公告）號: CN104979614A
• 公開（公告）日: 2015-10-14
• 發明（設計）人: 何豫生;孫亮;黎紅;黃江鳴
• 申請（專利權）人: 北京華戎天創超導科技發展有限公司
• 主分類號: H01P5/18
• 分類號: H01P5/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及微波技術，尤其涉及一種減小諧振器之間寄生耦合的方法以及濾波器。

背景技術

在微波接收系統的前端，通常使用濾波器抑制不要的信號頻率，并使需要的信號頻率通過。其中，濾波器是由諧振器組成的，根據諧振器的個數不同可以組成不同階數的濾波器。

根據作用不同，濾波器可以分為低通濾波器、高通濾波器以及帶通濾波器等，其中，帶通濾波器(band-pass?filter)是一個允許特定頻段的微波通過，同時屏蔽其他頻段微波的設備。對于帶通濾波器的設計，現有技術采用如下步驟：首先，獲取理論耦合矩陣，例如：圖1所示的8階準橢圓函數濾波器對應的理論耦合矩陣；然后，根據理論耦合矩陣確定各個諧振器之間的耦合系數；最后，得到最終的濾波器圖形。

有關理論指出，諧振器之間的耦合分為電耦合和磁耦合兩種，這兩種耦合的極性相反，它們共同作用成總的耦合，如果電耦合比磁耦合大，則總的耦合顯電性；反之，如果磁耦合比電耦合大，則總的耦合顯磁性。如果定義一種耦合的符號為正，則另外一種耦合的符號為負。不失一般性，這里我們定義磁耦合的符號為正，則電耦合的符號為負，則總的耦合系數如下公式(1)所示：

M＝M_M-M_E?????(1)

其中，M為總的耦合系數，M_M為磁耦合系數，M_E為電耦合系數。如果電耦合比磁耦合大，則總的耦合顯電性，M為負值；反之，如果磁耦合比電耦合大，則總的耦合顯磁性，M為正值。這里的正負就對應于耦合矩陣中的元素的正負。

理論耦合矩陣為N×N階的實數對稱矩陣，其中第i行第j列的元素m_ij(i≠j)為第i個諧振器與第j個諧振器之間的歸一化耦合系數，第i行第i列的元素m_ij為第i個諧振器偏離中心頻率的歸一化偏移量。其中m_ij與M_ij滿足如下公式(2)的關系：

mij=MijFBW---(2)]]>

其中，FBW為相對帶寬，M_ij為第i個諧振器與第j個諧振器之間的總的耦合系數。根據公式(2)可知，FBW越小，M_ij對歸一化耦合系數m_ij的影響就越大。

在理論耦合矩陣中很多元素都為0，例如：圖1中的m₁₃，m₁₄，m₁₅都為0，這說明諧振器1和3，1和4，1和5之間是應該沒有耦合的。但是在實際的濾波器設計過程中，由于布線或器件特性等因素的影響，這些本應無耦合的諧振器之間是有耦合的，我們稱之為寄生耦合(parasitical?coupling)。寄生耦合的出現破壞了原有的耦合矩陣的形式，大大降低了濾波器的性能。例如：在圖1所示的理論耦合矩陣的m₁₅中加入一個很小的非零參量0.05，則圖1所示的理論耦合矩陣就會變成如圖2所示，根據圖3和圖4所示的濾波器傳輸曲線可以很明顯地看出，存在寄生耦合的濾波器性能明顯降低了。

發明內容

本發明的實施例提供一種減小諧振器之間寄生耦合的方法以及濾波器，能夠減小甚至消除諧振器之間的寄生耦合，從而達到保證濾波器性能的目的。

一方面，提供一種減小諧振器之間寄生耦合的方法，包括：當諧振器之間存在寄生耦合時，獲取所述寄生耦合的總耦合值以及耦合特性，其中，所述耦合特性包括：磁耦合或者電耦合；根據所述總耦合值以及耦合特性設計寄生耦合抵消器件；將所述寄生耦合抵消器件接入所述諧振器之間，以減小所述寄生耦合。

進一步地，所述根據所述總耦合值以及耦合特性設計寄生耦合抵消器件包括：根據所述寄生耦合的總耦合值以及預先設置的誤差閾值，確定所述寄生耦合抵消器件的總耦合值；根據所述寄生耦合的耦合特性，確定所述寄生耦合抵消器件的耦合特性，其中，所述寄生耦合抵消器件的耦合特性與所述寄生耦合的耦合特性相反；根據所述寄生耦合抵消器件的總耦合值和耦合特性設計所述寄生耦合抵消器件。