[發明專利]一種可產生帶外零點的雙模雙通帶介質濾波器

有效

• 申請號: 202110329038.3
• 申請日: 2021-03-27
• 公開（公告）號: CN113036332B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 于瑋;陳建新;唐為浩;徐林
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: H01P1/20
• 分類號: H01P1/20;H01P1/207;H01P7/10;G06F30/20
• 代理公司: 南通博瑞達專利代理事務所(特殊普通合伙) 32530
• 代理人: 劉翔

本發明涉及一種可產生帶外零點的雙模雙通帶介質濾波器，包含金屬腔體、位于金屬腔體內的級聯的第一雙模介質諧振器和第二雙模介質諧振器、以及固定在金屬腔體底壁上分別與所述第一、第二雙模介質諧振器一一對應的第一激勵結構和第二激勵結構，第一激勵結構為直線型饋線，第二激勵結構為折線形饋線，該折線形饋線包含自下而上依次相連的位于介質諧振器斜45°平面內的豎直的第一饋線、水平的第二饋線和豎直的第三饋線，第三饋線靠近第二雙模介質諧振器設置。本發明通過特殊的折線形饋電結構，使雙模雙通帶介質濾波器在帶外產生零點，提高了通帶的選擇性。

技術領域

本發明屬于無線通信技術領域，涉及一種可產生帶外零點的雙模雙通帶介質濾波器，特別涉及一種可產生帶外零點的饋電結構。

背景技術

通信系統需要在屏蔽噪聲的同時獲得有用信號，因而大量用到濾波電路。濾波通帶的帶外傳輸零點有利于提高通帶的選擇性，因此如何方便快捷的產生帶外零點是學術界和產業界研究的一個重要指標。

對于腔體濾波電路而言，為了在幅頻響應中產生零點，往往需要增加額外的諧振腔或者增加額外的耦合探針，最終導致設計和加工成本的顯著增加，甚至是電路體積的增大。這與未來通信系統低成本、小型化的發展趨勢相違背。

雙通帶濾波器是實現濾波器低成本和小型化的一個研究方向，常用于天線系統中兩路并行信號的處理，在提高傳輸效率的同時，所需的濾波器個數可以減少一半。

申請人于2017年8月24日向國知局提交了專利申請CN201710736587.6，涉及一種基于小型化雙模介質諧振器的雙通帶差分濾波器，將橫截面呈正方形的矩形介質諧振器切角后直接放置在金屬腔體的底部，與傳統的雙模介質諧振器相比，其尺寸可以減少一半并且主模的電磁場分布不會發生改變。由于每組差分激勵結構的對稱面與另一組差分激勵結構的對稱面平行，這種結構使得兩個差模通帶之間有一個傳輸零點產生，提高了兩個通帶之間的隔離度，然而該結構無法在帶外產生更多傳輸零點。

發明內容

本發明的目的在于，解決上述現有技術中的不足，本發明提出一種可產生帶外零點的雙模雙通帶介質濾波器，有利于提高通帶的選擇性。

為了實現本發明目的，本發明提供的可產生帶外零點的雙模雙通帶介質濾波器，包含金屬腔體、位于金屬腔體內的級聯的第一雙模介質諧振器和第二雙模介質諧振器、以及固定在金屬腔體底壁上分別與所述第一、第二雙模介質諧振器一一對應的第一激勵結構和第二激勵結構，所述第一激勵結構為直線型饋線，其特征在于：所述第二激勵結構為折線形饋線，該折線形饋線包含自下而上依次相連的位于介質諧振器斜45°平面內的豎直的第一饋線、水平的第二饋線和豎直的第三饋線，所述第三饋線靠近第二雙模介質諧振器設置。

此外，本發明還提供了上述可產生帶外零點的雙模雙通帶介質濾波器的設計方法，包含如下步驟：

步驟1、根據濾波器兩個通帶所需的性能指標計算各自對應的低通原型集總參數，在此基礎上分別計算構建第一通帶（由模式A產生）和第二通帶（由模式B產生）所需的端口外部品質因數（Q_eA和Q_eB）以及耦合系數；由于低通原型的結構對稱性，無論是模式A被激勵還是模式B被激勵，輸入端外部品質因數總等于輸出端外部品質因數。

步驟2、建立前述雙模雙通帶介質濾波器的介質腔體模型，調節金屬腔體中部的縫隙，使兩個雙模介質諧振器之間的耦合量滿足步驟1中計算得到的耦合系數。

步驟3、在第一雙模介質諧振器內加載第一激勵結構，根據步驟1中計算得到的第一通帶和第二通帶所需的端口外部品質因數，確定第一激勵結構的設計參數，包括饋線長度和饋電位置。

步驟4、加載第二激勵結構，通過調整第二激勵結構中第一饋線的長度以及第一饋線到第二雙模介質諧振器之間的距離，以調節第一激勵結構與第二激勵結構之間的交叉耦合量，從而確定帶外傳輸零點的位置。