[發明專利]內嵌式微帶諧振器、寬抑制濾波器及其設計方法

有效

• 申請號: 201710544586.1
• 申請日: 2017-07-06
• 公開（公告）號: CN107492703B
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發明（設計）人: 魏斌;曹必松;郭旭波;王翔;王丹
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H01P7/08
• 分類號: H01P7/08;H01P1/203;H01P11/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 溫子云;仇蕾安

本發明公開了一種內嵌式微帶諧振器，包括：第一低阻抗塊、高阻抗塊和第二低阻抗塊；第一低阻抗塊為塊狀結構內部作掏空處理，第二低阻抗塊為塊狀結構，高阻抗塊為蜿蜒線結構；第二低阻抗塊和高阻抗塊位于第一低阻抗塊內，高阻抗塊與兩個低阻抗塊相連。通過調節三個阻抗塊的長度之和，調節諧振器的中心頻率；通過調節第二低阻抗塊的長度l和/或寬度w，調節諧振器的第一寄生頻率f_s與基頻f₀的比值；通過改變相鄰內嵌式微帶諧振器間的距離來改變各節濾波的耦合系數。本發明還提供了一種采用該內嵌式微帶諧振器構成的寬抑制濾波器及其設計方法，能夠設計出高性能、小型化的濾波器。

技術領域

本發明屬于微波工程技術領域，具體涉及一種內嵌式微帶諧振器、一種采用該內嵌式微帶諧振器設計的寬抑制濾波器，還有該寬抑制濾波器的設計方法。

背景技術

無線通信技術的迅速發展，隨著越來越多的通信頻段資源被開發利用，以及越來越多的通信設備被投入使用，空間電磁場環境也變的比以往更加復雜，射頻干擾問題日趨嚴重。高性能的微波接收機前端的需求日益迫切，濾波器作為是微波接收機前端的核心器件之一，起著選頻和抗干擾方的作用，小型化、高性能的濾波器一直是目標要求。

理想的濾波器能夠讓特定頻率范圍內的信號，在通過它后，無衰減的傳輸；其余頻率范圍的干擾信號，通過它后，完全不能傳輸。實際濾波器的通帶響應，只能盡可能的去接近這個要求。超導材料的使用，可以有效地提高濾波器的選頻的性能，然而，作為平面微帶器件，超導濾波器與常規濾波器一樣，同樣需要面對寄生通帶帶來的射頻干擾問題。如果濾波器的通帶頻率為f₀，那么當頻率為2f₀，3f₀…N f₀時，會形成凸起的諧振峰，構成寄生通帶，影響濾波器的抗干擾能力。通帶外的干擾信號通過這些寄生通帶，進入接收前端時會危害整個系統的工作性能。因此，高溫超導濾波器的寬抑制特性研究具有重要意義。

文獻[1]中，將一個帶阻濾波器插入到帶通濾波器中，以實現寬阻帶抑制，這種級聯的方法會增大器件的尺寸，不利于小型化的目標要求；另外，系統中濾波器個數的增多，還會增大濾波器的插入損耗，讓通過的有用信號發生衰減，影響接收機的整體工作性能，不利于高性能的目標要求。

文獻[2]中，使用了非對稱階躍阻抗諧振器，通過交錯倍頻的方法實現寬抑制濾波器，該方法通過調節各個諧振器的諧振峰，讓倍頻均勻分布，從而達到寬阻帶的效果，抑制度可以達到20dB以上，但是該方法只是讓寄生諧振諧頻互相交錯，未能移動或直接消除諧振峰，所以通常抑制度不夠高，另外，每個諧振器都需要進行設計和調節，增加了設計的復雜度。

其中文獻[1]為：Quendo C,Rius E,Person C,et al.Integration of optimizedlow-pass filters in a bandpass filter for out-of-band improvement.IEEETransactions on Microwave Theory&Techniques,2001,49(12):2376–2383.

文獻[2]為：Haiwen Liu,Baoping Ren,Shen Li,Xuehui Guan,Pin Wen,XiangXiao,Yang Peng,High-Temperature Superconducting Bandpass Filter UsingAsymmetric Stepped-Impedance Resonators With Wide-Stopband Performance,IEEETransactions on Applied Superconductivity,2015,25(5).

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種內嵌式微帶諧振器，體積小；通過進行拓撲構造，可以設計出高性能、小型化的寬抑制濾波器。