一种基于频率映射拓扑的双通带制造技术

本发明专利技术涉及基于频率映射拓扑的双通带

【技术实现步骤摘要】
一种基于频率映射拓扑的双通带CT介质波导滤波器


[0001]本专利技术涉及通信设备组件
，尤其涉及一种基于频率映射拓扑的双通带
CT
介质波导滤波器
。

技术介绍

[0002]现代通信领域，无线电频谱资源日益紧张，对无线电频带的划分也日益精细，而滤波器处于收信系统前端
、
发射系统后端，因此，其频率选择的能力
、
尺寸的大小
、
带内插入损耗的大小
、
材料以及设计的成本影响着整个通信系统质量
。
近些年，介质陶瓷材料工艺水平逐渐提高，并可以制造出具有高介电常数
、
高品质因数
、
低介质损耗以及高温度稳定性等特性的陶瓷材料，而且这些材料被广泛地应用于无线通讯领域
。
介质波导滤波器是通过在一体成型的陶瓷结构表面金属化来实现的，可以很好地满足目前
5G
移动通信系统的低损耗
、
小型化
、
轻量化等要求
。
[0003]现有介质波导滤波器的缺点主要有三个
。
[0004]第一个是通带数量只有一个的滤波器往往不能适应无线通信系统多元化的需求
。
如果每个频段均采用一个独立的与之对应的单频收发组件，则需要占用很大的体积，成本
、
功耗也会很高，这就很难实现通信系统小型化
、
低成本，多频技术的产生使得不同频率的信号可以在同一个系统中进行处理，减少了器件的个数，从而能够缩小系统体积
、
降低成本和功耗
。
[0005]第二个是在频段拥挤的环境下，双通带滤波器可以实现两个通带相邻较近的要求也在提高
。
因此对于两个通带之间的阻带也提出了可控性的要求
。
[0006]第三个是带外抑制能力差
。
随着现代通信需求的高速发展，可利用的频谱资源日益紧张，因此对滤波器的频率选择特性的要求越来越高，传统的介质波导滤波器通过级联更多的谐振器来提高带外抑制能力，这将导致滤波器尺寸变大，损耗变大，这与小型化背道而驰
。
[0007]为了解决通信频谱日益紧张的问题，工作于单一频段的滤波器已经不能满足越来越严格的通信要求，工作在双频段甚至多频段的滤波器逐渐成为研究的热点
。
[0008]在有限的频段资源下，通过引入传输零点，提高滤波器的带外抑制能力
、
有效地抑制工作频带外的干扰信号
、
获取所需要的有用信号，可以有效地提高通信系统的性能
。
引入传输零点的方式一般为引入
CQ(cascaded quadruplet)
或者
CT(cascaded triplet)
拓扑结构，而
CT
耦合拓扑的主要优点在于是产生非对称频率响应的能力
。
现在许多研究都集中在利用
CQ
或者
CT
拓扑结构合成具有窄带性能的单带带通滤波器上，然而，具有多波段响应的
CT
带通滤波器很少受到关注
。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的在于，解决上述现有技术中的不足，本专利技术提出一种基于频率映射拓扑的双通带
CT
介质波导滤波器，该介质波导滤波器同时具有双通带
、
低损耗和高带外抑
制的优点
。
[0010]为了实现本专利技术目的，本专利技术提供的基于频率映射拓扑的双通带
CT
介质波导滤波器，包括表面金属化的介质波导谐振器和具有输入输出馈线的
PCB
板，其特征在于：所述介质波导谐振器包含从输入端到输出端依次排布并耦合的第一至第三谐振器，所述第一谐振器还与第三谐振器耦合，使介质波导滤波器形成一个
CT
结构，以获得一个位于带外高频处的传输零点，该传输零点通过第一谐振器与第二谐振器之间的耦合系数调节；源通过输入馈线对第一谐振器，负载通过输出馈线对第三谐振器馈电；介质波导谐振器还包括以及分别与第一至第三谐振器级联且耦合的第四至第六谐振器，使三阶带通滤波器拓展成双通带滤波器
。
[0011]进一步的，所述第一谐振器与第二谐振器之间
、
第二谐振器与第三谐振器之间
、
第一谐振器与第三谐振器之间
、
第一谐振器与第四谐振器之间
、
第二谐振器与第五谐振器之间
、
与第三谐振器与第六谐振器为感性耦合
。
[0012]此外，本专利技术还要求保护一种基于频率映射拓扑的双通带双
CT
介质波导滤波器，包括表面金属化的介质波导谐振器和具有输入输出馈线的
PCB
板，其特征在于：所述介质波导谐振器包含从输入端到输出端依次排布并耦合的第一至第三谐振器；所述第一谐振器与第三谐振器隔离，相邻谐振器之间分别通过表面金属化的耦合调节盲孔进行耦合；源通过所述输入馈线同时对第一谐振器和第二谐振器馈电，负载通过所述输出馈线同时对第二谐振器和第三谐振器馈电，使所述介质波导谐振器具有两个独立可控的传输零点，第一个传输零点通过源对第一谐振器和第二谐振器馈电产生，第二个传输零点通过负载对第二谐振器和第三谐振器馈电产生；所述第一个传输零点通过第一谐振器与第二谐振器之间的耦合系数调节；第二个传输零点通过第二谐振器与第三谐振器之间的耦合系数调节；介质波导谐振器还包括分别与第一至第三谐振器级联且耦合的第四至第六谐振器，使三阶带通滤波器拓展成双通带滤波器
。
[0013]频率映射拓扑法的优点在于只需要先设计单一通带的归一化耦合矩阵，再用频率映射拓展拓扑结构，在实际模型中是将原滤波器的各个谐振器都级联另一个谐振器，就能将单一通带映射成双通带
。
两个通带之间的阻带带宽也能通过耦合控制
。
由于
CT
耦合结构可以灵活控制传输零点的位置，本专利技术将设计两个滤波器
。
第一个滤波器的原频率响应为在带外高频处有一个传输零点，通过频率映射后，单通带滤波器映射为双通带滤波器，带外零点仍然存在，并且该传输零点会在两个通带之间被映射为两个传输零点
。
第二个滤波器的原频率响应为在带外高频处和低频处各有一个传输零点，通过频率映射后，单通带滤波器映射为双通带滤波器，带外零点仍然存在，并且这两个传输零点会在两个通带之间被映射为三个传输零点
。
设计第二个滤波器的耦合拓扑时，本专利技术将源和负载纳入
CT
结构的构建中，让源
、
负载同时对两个谐振器进行馈电，即构成端口双馈电结构
。
这样一来，就可以构建两个的
CT
结构，从而产生两个的传输零点
。
频率映射拓扑法不光可以将单个通带映射为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于频率映射拓扑的双通带
CT
介质波导滤波器，包括表面金属化的介质波导谐振器和具有输入输出馈线的
PCB
板，其特征在于：所述介质波导谐振器包含从输入端到输出端依次排布并耦合的第一至第三谐振器（
R1、R2、R3
），所述第一谐振器（
R1
）还与第三谐振器（
R3
）耦合，使介质波导滤波器形成一个
CT
结构，以获得一个位于带外高频处的传输零点，该传输零点通过第一谐振器（
R1
）与第二谐振器（
R3
）之间的耦合系数（
M
13
）调节；源（
S
）通过输入馈线对第一谐振器（
R1
），负载（
L
）通过输出馈线对第三谐振器（
R3
）馈电；介质波导谐振器还包括以及分别与第一至第三谐振器（
R1、R2、R3
）级联且耦合的第四至第六谐振器（
R1'、R2'、R3'
），使三阶带通滤波器拓展成双通带滤波器
。2.
根据权利要求1所述的基于频率映射拓扑的双通带
CT
介质波导滤波器，其特征在于：还具有用于将第四谐振器（
R1'
）与第二谐振器（
R2
）隔开的第一隔窗（
51
）
、
用于将第五谐振器（
R2'
）与第三谐振器（
R3
）和第六谐振器（
R3'
）隔开的第二隔窗（
52
），所述第一隔窗（
51
）和第二隔窗（
52
）为通孔
。3.
根据权利要求1所述的基于频率映射拓扑的双通带
CT
介质波导滤波器，其特征在于：所述第一谐振器（
R1
）的上表面设置有第一输入端馈电盲孔（
11
），与该第一输入端馈电盲孔（
11
）相接的第一输入端馈电圆盘，所述第一输入端馈电圆盘外设置有第一非金属化圆环（
41
）；所述第三谐振器（
R3
）的上表面设置有第一输出端馈电盲孔（
12
），与该第一输出端馈电盲孔（
12
）相接的第一输出端馈电圆盘，所述第一输出端馈电圆盘外设置有第二非金属化圆环（
42
）； PCB
板的输入馈线与第一输入端馈电圆盘连接，使源（
S
）与第一谐振器（
R1
）之间形成容性耦合，源（
S
）与第一谐振器（
R1
）之间的耦合系数（
M
S1
）通过第一输入端馈电盲孔（
11
）的深度调节；
PCB
板的输出馈线与第一输出端馈电圆盘连接，使负载（
L
）与第三谐振器（
R3
）之间形成容性耦合，负载（
L
）与第三谐振器（
R3
）之间的耦合系数（
M
3L
）通过第一输出端馈电盲孔（
12
）的深度调节
。4.
根据权利要求1所述的基于频率映射拓扑的双通带
CT
介质波导滤波器，其特征在于：所述第一谐振器（
R1
）与第二谐振器（
R2
）之间
、
第二谐振器（
R2
）与第三谐振器（
R3
）之间
、
第一谐振器（
R1
）与第三谐振器（
R3
）之间
、
第一谐振器（
R1
）与第四谐振器（
R1'
）之间
、
第二谐振器（
R2
）与第五谐振器（
R2'
）之间
、
与第三谐振器（
R3
）与第六谐振器（
R3'
）为感性耦合
。5.
根据权利要求1所述的基于频率映射拓扑的双通带
CT
介质波导滤波器，其特征在于：所述第一至第六谐振器（
R1、R2、R3、R1'、R2'、R3'
）分别设置有用于调节谐振频率的表面金属化的且位于介质波导滤波器下表面的第一至第六频率调节盲孔（
21、22、23、24、25
）；第一谐振器（
R1
）与第二谐振器（
R2
）之间设置有用于调节两者耦合系数（
M
12
）的第一耦合调节盲孔（
31
），第二谐振器（
R2
）与第三谐振器（
R3
）之间设置有用于调节两者耦合系数（
M
23
）的第二耦合调节盲孔（
32
），第一谐振器（
R1
）与第三谐振器（
R3
）之间设置有用于调节两者耦合系数（
M
13
）的第三耦合调节盲孔（
33
），第一谐振器（
R1
）与第四谐振器（
R1'
）之间设置有用于调节两者耦合系数（
M
11
）的第四耦合调节盲孔（
34
）
、
第二谐振器（
R2
）与第五谐振器（
R2'
）之间设置有用于调节两者耦合系数（
M
22
）的第五耦合调节盲孔（
35
）
、
第三谐振器（
R3
）与第六谐振器（
R6'
）之间设置有用于调节两者耦合系数（
M
33
）的第六耦合调节盲孔（
36
），所述第一至第六耦合调节盲孔（
31、32、33、34、35、36
）位于介质波导滤波器的下表面
。6.
一种基于频率映射拓扑的双通带双
CT
介质波导滤波器，包括表面金属化的介质波导谐振器和具有输入输出馈线的
PCB
板，其特征在于：所述介质波导谐振器包含从输入端到输
出端依次排布并耦合的第一至第三谐振器（
R1、R2、R3
）；所述第一谐振器（
R1
）与第三谐振器（
R3
）隔离，相邻谐振器之间分别通过表面金属化的耦合调节盲孔进行耦合；源通过所述输入馈线同时对第一谐振器（
R1
）和第二谐振器（
R2
）馈电，负载通过所述输出馈线同时对第二谐振器（
R2
）和第三谐振器（
R3
）馈电，使所述介质波导谐振器具有两个独立可控的传输零点，第一个传输零点通过源（
S
）对第一谐振器（
R1
）和第二谐振器（
R2
）馈电产生，第二个传输零点通过负载（
L
）对第二谐振器（
R2
）和第三谐振器（
R3
）馈电产生；所述第一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦伟，周宇科，陈建新，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：