專利名稱：帶通濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高頻組件，尤其涉及一種濾波器。
背景技術(shù)：
近年來，由于移動(dòng)通信產(chǎn)品的市場需求大增，使得無線通信的發(fā)展更為迅速，在眾多無線通信標(biāo)準(zhǔn)中，最引人注目的為美國電氣電子工程師協(xié)會(huì)(以下簡稱IEEE)制定的802.11無線局域網(wǎng)絡(luò)(Wireless Local Area Network)協(xié)議。該協(xié)議制定于1997年，其不僅提供了無線通信上許多前所未有的功能，而且提供了可令各種不同品牌的無線通信產(chǎn)品得以相互溝通的解決方案。該協(xié)議的制定無疑為無線通信發(fā)展開啟了一個(gè)新的里程碑。
然而，在1999年9月間，IEEE為使802.11協(xié)議能成為美國電氣電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)/美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(ANSI)及國際標(biāo)準(zhǔn)組織(ISO)/國際電子技術(shù)公會(huì)(IEC)間的聯(lián)合標(biāo)準(zhǔn)，對其作了更進(jìn)一步修訂，其修訂內(nèi)容中增加了兩項(xiàng)重要內(nèi)容，即IEEE 802.11a協(xié)議及IEEE 802.11b協(xié)議，根據(jù)兩項(xiàng)協(xié)議規(guī)定，在擴(kuò)展的標(biāo)準(zhǔn)物理層中，其工作頻帶必須分別設(shè)置于5GHz及2.45GHz。
此外，由于諸多無線通信產(chǎn)品均朝向輕、薄、短、小且低損耗的方向發(fā)展，故要求濾波器在可以有效降低損耗的情況下，使其所占的面積能夠微小化。近年來的平面式微波濾波器利用各共振腔之間的耦合及拒斥現(xiàn)象，來制造出通帶外所需的衰減量，此種設(shè)計(jì)會(huì)使濾波器所占據(jù)的面積變得較大，且產(chǎn)生較大的損耗。故如何在不影響濾波器原有效能的前提下，以最小的面積來設(shè)計(jì)低損耗的濾波器，乃當(dāng)今濾波器設(shè)計(jì)的一大挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，有必要提供一種帶通濾波器，以在不影響性能的前提下具有較小體積。
一種帶通濾波器，包括輸入端、輸出端、第一諧振器、第二諧振器以及第三諧振器。第一諧振器包括第一溝槽。第二諧振器與第一諧振器平行設(shè)置，且包括第二溝槽。第三諧振器平行設(shè)置于第一諧振器與第二諧振器之間，且包括第三溝槽。輸入端用于向第一諧振器饋入電磁波信號，且電性連接于第一諧振器。輸出端用于從第二諧振器饋出電磁波信號，且電性連接于第二諧振器。
上述帶通濾波器利用溝槽式諧振器組合而成，此種結(jié)構(gòu)不僅可以進(jìn)一步縮小其所占的體積，同時(shí)還能夠有效的降低濾波器的損耗。

圖1為本發(fā)明實(shí)施方式中帶通濾波器的示意圖。
圖2為經(jīng)電磁模擬所得本發(fā)明實(shí)施方式中帶通濾波器的測試圖。
圖3為經(jīng)電磁模擬所得本發(fā)明實(shí)施方式中帶通濾波器的另一測試圖。
圖4為經(jīng)電磁模擬所得本發(fā)明實(shí)施方式中帶通濾波器的另一測試圖。
具體實(shí)施方式請參閱圖1，所示為本發(fā)明一實(shí)施方式中帶通濾波器10的示意圖。
在本實(shí)施方式中，帶通濾波器10設(shè)置于基板20上，其包括輸入端100、輸出端120、第一諧振器140、第二諧振器160以及第三諧振器180。
輸入端100用于饋入電磁波信號，輸出端120用于饋出電磁波信號，輸入端100與輸出端120位于同一直線上。輸入端100以及輸出端120為帶通濾波器10的50歐姆匹配阻抗。
第一諧振器140電性連接于輸入端100，第二諧振器160電性連接于輸出端120，且與第一諧振器140并行設(shè)置。第三諧振器180并行設(shè)置于第一諧振器140與第二諧振器160之間。
第一諧振器140具有第一溝槽，所述第一溝槽呈方形并設(shè)置于第一諧振器140的大致中心部位。第一諧振器140包括第一耦接部142、第二耦接部144、第一耦合線146以及第二耦合線148。第一耦接部142與第二耦接部144皆位于第一耦合線146與第二耦合線148之間。第一耦合線146垂直連接于第一耦接部142及第二耦接部144的一端，第二耦合線148垂直連接于第一耦接部142及第二耦接部144的另一端。輸入端100與第一諧振器140的第一耦合線146電性連接。
第一耦接部142與第二耦接部144的長度及寬度均相等，且相互平行。第一耦合線146與第二耦合線148的長度及寬度均相等，且相互平行。第一耦接部142的一端連接一個(gè)接地貫孔(未圖示)，用于接地。第二耦接部144的一端連接微型電容C1。在本實(shí)施方式中，微型電容C1的電容值為5.6PF。
第二諧振器160具有第二溝槽，所述第二溝槽呈方形并設(shè)置于第二諧振器160的大致中心部位。第二諧振器160包括第三耦接部162、第四耦接部164、第三耦合線166以及第四耦合線168。第三耦接部162與第四耦接部164皆位于第三耦合線166與第四耦合線168之間。第三耦合線166垂直連接于第三耦接部162及第四耦接部164的一端，第四耦合線168垂直連接于第三耦接部162及第四耦接部164的另一端。輸出端120與第二諧振器160的第四耦合線168電性連接。
第三耦接部162與第四耦接部164的長度及寬度均相等，且相互平行。第三耦合線166與第四耦合線168的長度及寬度均相等，且相互平行。第三耦接部162的一端連接一個(gè)接地貫孔(未圖示)，用于接地。第四耦接部164的一端連接微型電容C2。在本實(shí)施方式中，電容C2的電容值為5.6PF。
第三諧振器180具有第三溝槽，所述第三溝槽呈方形并設(shè)置于第三諧振器180的大致中心部位。第三諧振器180包括第五耦接部182、第六耦接部184、第五耦合線186以及第六耦合線188。第五耦接部182與第六耦接部184皆位于第五耦合線186與第六耦合線188之間。第五耦合線186垂直連接于第五耦接部182及第六耦接部184的一端，第六耦合線188垂直連接于第五耦接部182及第六耦接部184的另一端。
第五耦接部182與第六耦接部184的長度及寬度均相等，且相互平行。第五耦合線186與第六耦合線188的長度及寬度均相等，且相互平行。第五耦接部182的一端連接微型電容C3。在本實(shí)施方式中，電容C3的電容值為5.6PF。第六耦接部184的一端連接一個(gè)接地貫孔(未圖示)，用于接地。
在本實(shí)施方式中，第一諧振器140、第二諧振器160及第三諧振器180的大小、形狀均完全相同，第一溝槽、第二溝槽以及第三溝槽的大小、形狀亦完全相同。并且每個(gè)諧振器140、160、180的溝槽皆由一對耦接部與一對耦合線互相連接共同圍成。
從輸入端100傳來的電磁波信號被饋入至第一諧振器140。第一諧振器140的第一耦接部142、第一耦合線146、第二耦接部144及第二耦合線148之間形成共振，并通過第二耦合線148、第一耦接部142、第二耦接部144與第五耦合線186、第五耦接部182、第六耦接部184之間的耦合，將電磁波信號傳給第三諧振器180。第三諧振器180的第五耦接部182、第五耦合線186、第六耦接部184及第六耦合線188之間形成共振，并通過第六耦合線188、第五耦接部182、第六耦接部184與第三耦合線166、第三耦接部162、第四耦接部164之間的耦合，將電磁波信號傳給第二諧振器160。從而電磁波信號自輸出端120饋出。
在本實(shí)施方式中，微型電容C1、C2與第三諧振器180接地的一端位于帶通濾波器10的一側(cè)，微型電容C3與第一諧振器140接地的一端以及第二諧振器160接地的一端位于帶通濾波器10的另一側(cè)。此種將微型電容C1、C2與微型電容C3反向設(shè)置的方式，可以減小諧振器140、160、180之間的距離。
本實(shí)施方式中的帶通濾波器10不需要增加額外的阻抗轉(zhuǎn)換器，另每一諧振器140、160、180的一端分別連接接地貫孔，另一端分別連接微型電容C1、C2、C3，以縮短諧振器的長度，從而達(dá)到縮小濾波器10的體積的功效。
請參閱圖2，所示為經(jīng)電磁模擬所得本發(fā)明實(shí)施方式中帶通濾波器10的測試圖。圖中橫軸表示通過帶通濾波器10的信號的頻率(單位GHz)，縱軸表示幅度(單位dB)，象限區(qū)包括透射的散射參數(shù)(S-parameterS21)的幅度以及反射的散射參數(shù)(S-parameterS11)的幅度。透射的散射參數(shù)(S21)表示在輸出端120為阻抗匹配時(shí)，通過帶通濾波器10的信號的輸入功率與輸出功率之間的關(guān)系，其相應(yīng)的數(shù)學(xué)函數(shù)為輸出功率/輸入功率(dB)＝20×Log|S21|。
在帶通濾波器10的信號傳輸過程中，信號的部分功率被反射回信號源。被反射回信號源的功率稱為反射功率。在輸出端120為阻抗匹配時(shí)，通過帶通濾波器10的信號的入射功率與反射功率之間的關(guān)系的相應(yīng)的數(shù)學(xué)函數(shù)如下反射功率/入射功率(dB)＝20×Log|S11|。
由圖2可知，本發(fā)明實(shí)施方式中帶通濾波器10具有良好的帶通濾波器性能。從曲線|S21|可觀察到，通帶頻段與衰減頻段間形成陡的“過渡坡”，并在通帶頻率范圍內(nèi)，信號的插入損耗接近0，而且通帶頻率響應(yīng)變化較為平緩，損耗相對較小。同時(shí)從曲線|S11|可觀察到，在通帶頻段內(nèi)的信號反射損耗絕對值大于10，而在通帶頻段外，則信號反射損耗絕對值小于10。
本發(fā)明實(shí)施方式中，外接電容C1、C2、C3的電容值為5.6PF。而在其它實(shí)施方式中，外接電容C1、C2、C3也可選用電容值鄰近于5.6PF的電容，即5.3PF與5.9PF的微型電容。圖3與圖4分別針對帶通濾波器10的外接電容采用5.3PF與5.9PF的電容值進(jìn)行測試分析。
如圖3所示，為本發(fā)明實(shí)施方式中帶通濾波器10的外接電容采用電容值為5.3PF的測試圖。如圖4所示，為本發(fā)明實(shí)施方式中帶通濾波器10的外接電容采用電容值為5.9PF的測試圖。由圖3與圖4可觀察到，在中心頻率介于2.4-2.5Ghz的通帶頻段范圍內(nèi)，通過帶通濾波器10的信號的插入損耗皆接近0。由此可知，在通帶頻段范圍內(nèi)，無論選用外接電容值為5.6PF的微型電容，還是選用5.3PF或5.9PF的微型電容，帶通濾波器10皆具有較低的損耗值。故，本發(fā)明實(shí)施方式的帶通濾波器10不受電容的變異性所影響，具有較好的可靠度以及較佳的性能。
本發(fā)明實(shí)施方式中的帶通濾波器10由三個(gè)溝槽式諧振器140、160、180組合而成。此種溝槽式設(shè)計(jì)，不僅會(huì)增加各諧振器140、160、180的耦合量，而且會(huì)通過第一耦合線146、第二耦合線148及第三耦合線166、第四耦合線168及第五耦合線186、第六耦合線188之間的平行耦合增大諧振器140、160、180中段的等效阻抗值，從而可以縮短諧振器140、160、180的長度。故，本發(fā)明實(shí)施方式的帶通濾波器10不僅具有較好的濾波效能，同時(shí)還可以減小其所占的體積并能有效的降低損耗。
權(quán)利要求
1.一種帶通濾波器，其特征在于包括第一諧振器，包括第一溝槽；第二諧振器，與所述第一諧振器平行設(shè)置，且包括第二溝槽；第三諧振器，平行設(shè)置于所述第一諧振器與所述第二諧振器之間，且包括第三溝槽；輸入端，用于向所述第一諧振器饋入電磁波信號，且電性連接于所述第一諧振器；以及輸出端，用于從所述第二諧振器饋出電磁波信號，且電性連接于所述第二諧振器。
2.如權(quán)利要求1所述的帶通濾波器，其特征在于所述輸入端以及所述輸出端為所述帶通濾波器的50歐姆匹配阻抗。
3.如權(quán)利要求1所述的帶通濾波器，其特征在于所述輸入端與所述輸出端位于同一直線上。
4.如權(quán)利要求1所述的帶通濾波器，其特征在于所述第三諧振器與所述第一諧振器以及所述第二諧振器并行排列。
5.如權(quán)利要求1所述的帶通濾波器，其特征在于所述第一諧振器的一端連接第一電容，另一端接地；所述第二諧振器的一端連接第二電容，另一端接地；所述第三諧振器的一端連接第三電容，另一端接地。
6.如權(quán)利要求5所述的帶通濾波器，其特征在于所述第一電容、所述第二電容與所述第三諧振器接地的一端位于所述帶通濾波器的一側(cè)，所述第三電容與所述第一諧振器接地的一端以及第二諧振器接地的一端位于所述帶通濾波器的另一側(cè)。
7.如權(quán)利要求1所述的帶通濾波器，其特征在于所述第一諧振器、所述第二諧振器以及所述第三諧振器的大小、形狀均完全相同。
8.如權(quán)利要求1所述的帶通濾波器，其特征在于所述第一溝槽、所述第二溝槽以及所述第三溝槽的大小、形狀均完全相同。
9.如權(quán)利要求1所述的帶通濾波器，其特征在于所述第一溝槽、所述第二溝槽以及所述第三溝槽皆呈方形，且分別位于所述第一諧振器、所述第二諧振器以及所述第三諧振器的中心部位。
10.如權(quán)利要求1所述的帶通濾波器，其特征在于所述第一諧振器與所述第二諧振器對稱設(shè)置于所述第三諧振器的兩側(cè)。
全文摘要
一種帶通濾波器，包括輸入端、輸出端、第一諧振器、第二諧振器以及第三諧振器。第一諧振器包括第一溝槽。第二諧振器與第一諧振器平行設(shè)置，且包括第二溝槽。第三諧振器平行設(shè)置于第一諧振器與第二諧振器之間，且包括第三溝槽。輸入端用于向第一諧振器饋入電磁波信號，且電性連接于第一諧振器。輸出端用于從第二諧振器饋出電磁波信號，且電性連接于第二諧振器。本發(fā)明的帶通濾波器在不影響濾波器性能的前提下，具有較小體積并能有效的降低損耗。
文檔編號H01P7/00GK101051702SQ20061006019
公開日2007年10月10日 申請日期2006年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月5日
發(fā)明者施延宜 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司