雙通帶巴倫濾波器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種雙通帶巴倫濾波器，包括基板，基板中形成有第一諧振腔和第二諧振腔，第一諧振腔和第二諧振腔相鄰且部分地相互對準，第一諧振腔和第二諧振腔相互對準的部分之間設(shè)置有第一耦合結(jié)構(gòu)和第二耦合結(jié)構(gòu)，第一耦合結(jié)構(gòu)沿第一諧振腔的中軸線延伸，第二耦合結(jié)構(gòu)沿著第二諧振腔的中軸線延伸；基板的上表面還設(shè)置有第一輸出饋電微帶線、第二輸出饋電微帶線以及輸入饋電微帶線，第一輸出饋電微帶線和第二輸出饋電微帶線關(guān)于第一諧振腔的幾何中心中心對稱。本發(fā)明具有實現(xiàn)巴倫濾波器對于雙通帶信號的要求并且具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小的有益效果。
【專利說明】雙通帶巴倫濾波器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種雙通帶巴倫濾波器。
【背景技術(shù)】
[0002]巴倫濾波器是一種將巴倫與濾波器功能結(jié)合起來的器件，它不但能夠?qū)⒉黄胶庑盘栟D(zhuǎn)化為平衡信號，同時也能對信號提供頻率上的濾波。將巴倫與濾波器集成在一起形成一個三端口的模塊，對于通信系統(tǒng)來說，可以有效的減小該功能模塊的損耗及體積。
[0003]對于頻率較高的應(yīng)用來說，利用基片集成波導(dǎo)技術(shù)設(shè)計出的器件有著低損耗、低加工成本以及易于集成等優(yōu)勢。但是在以往，用于設(shè)計雙通帶巴倫濾波器的只有傳輸線形式的諧振器。目前，只存在利用基片集成波導(dǎo)技術(shù)設(shè)計的單通帶巴倫濾波器。因此，現(xiàn)有的利用基片集成波導(dǎo)技術(shù)設(shè)計的巴倫濾波器難以滿足對雙通道信號的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供了一種雙通帶巴倫濾波器。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:提供一種雙通帶巴倫濾波器，包括基板，所述基板中形成有第一諧振腔和第二諧振腔，所述第一諧振腔和第二諧振腔均為長方體且相鄰設(shè)置，所述第一諧振腔的頂壁和所述第二諧振腔的頂壁位于同一平面上，所述第一諧振腔的底壁和所述第二諧振腔的底壁也位于同一平面上；所述第一諧振腔(10)和所述第二諧振腔(20 )部分地相互對準，所述第一諧振腔和所述第二諧振腔相互對準的部分之間設(shè)置有第一耦合結(jié)構(gòu)和第二耦合結(jié)構(gòu)，所述第一耦合結(jié)構(gòu)沿所述第一諧振腔的中軸線延伸，所述第二耦合結(jié)構(gòu)沿著所述第二諧振腔的中軸線延伸；所述基板的上表面還設(shè)置有第一輸出饋電微帶線、第二輸出饋電微帶線以及輸入饋電微帶線，所述第一輸出饋電微帶線和所述第二輸出饋電微帶線關(guān)于所述第一諧振腔的幾何中心中心對稱，所述輸入饋電微帶線設(shè)置于所述第二諧振腔一側(cè)；
[0006]所述輸入饋電微帶線輸入頻率為第一頻率的第一信號到所述第二諧振腔，所述第一耦合結(jié)構(gòu)將所述第一諧振腔和所述第二諧振腔在第一頻率下耦合級聯(lián)以對所述第一信號進行濾波處理；所述輸入饋電微帶線輸入頻率為第二頻率的第二信號到所述第二諧振腔，所述第二耦合結(jié)構(gòu)將所述第一諧振腔和所述第二諧振腔在第二頻率下耦合級聯(lián)以對所述第二信號進行濾波處理；濾波處理后的所述第一信號和所述第二信號均分別在所述第一輸出饋電微帶線及所述第二輸出饋電微帶線等幅反相輸出。
[0007]在本發(fā)明提供的雙通帶巴倫濾波器中，所述基板介質(zhì)層、布滿所述介質(zhì)層下表面的第一金屬層、以及設(shè)置在所述介質(zhì)層上表面的局部的第二金屬層；所述第一諧振腔和所述第二諧振腔貫穿所述介質(zhì)層，所述第一金屬層為所述第一諧振腔和所述第二諧振腔的底壁；所述第二金屬層包括連接的第一頂壁和第二頂壁，所述第一頂壁為所述第一諧振腔的頂壁，所述第二頂壁為第二諧振腔的頂壁。[0008]在本發(fā)明提供的雙通帶巴倫濾波器中，在所述基板上沿著所述第一頂壁的邊沿設(shè)置若干第一金屬化通孔，所述若干第一金屬化通孔、所述第一頂壁以及所述第一金屬層的與所述第一頂壁相正對的部分圍成所述第一諧振腔。
[0009]在本發(fā)明提供的雙通帶巴倫濾波器中，在所述基板上沿著所述第二頂壁的邊沿設(shè)置若干第二金屬化通孔，所述若干第二金屬化通孔、所述第二頂壁以及所述第一金屬層的與所述第二頂壁相正對的部分圍成所述第二諧振腔。
[0010]在本發(fā)明提供的雙通帶巴倫濾波器中，所述第二金屬層上設(shè)置兩條相互平行的第一耦合槽，所述第一耦合槽由所述第一頂壁延伸至所述第二頂壁，所述第二金屬層的位于所述兩條所述第一耦合槽間的部分以及所述第一耦合槽構(gòu)成所述第一耦合結(jié)構(gòu)。
[0011]在本發(fā)明提供的雙通帶巴倫濾波器中，所述第二金屬層上設(shè)置兩條相互平行的第二耦合槽，所述第二耦合槽由所述第一頂壁延伸至第二頂壁，所述第二金屬層的位于所述兩條第二耦合槽之間的部以及所述第二耦合槽構(gòu)成所述第二耦合結(jié)構(gòu)。
[0012]實施本發(fā)明的雙通帶巴倫濾波器，具有以下有益效果:本發(fā)明將兩個諧振腔鄰近設(shè)置并通過設(shè)置在兩個預(yù)定位置第一耦合結(jié)構(gòu)和第二耦合結(jié)構(gòu)級聯(lián)，第一耦合結(jié)構(gòu)只影響第一諧振腔和第二諧振腔在第一信號的內(nèi)部耦合，第二耦合結(jié)構(gòu)只影響第一諧振腔和第二諧振腔在第二信號的內(nèi)部耦合，并且通過在第二諧振腔的預(yù)定位置設(shè)置的第一輸出饋電微帶線及第二輸出饋電微帶線輸出經(jīng)過濾波處理后的第一信號和第二信號的等幅反相信號，實現(xiàn)了在一個雙通道濾波器內(nèi)將兩個不同頻率的信號濾波處理并將非平衡信號轉(zhuǎn)化為平衡信號，滿足了雙通帶巴倫濾波器對于雙通帶信號的要求，并且具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單的有益效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中:
[0014]圖1是本發(fā)明一實施例中雙通帶巴倫濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2是圖1所示實施例中的第一諧振腔諧振于第一頻率時的場分布示意圖；
[0016]圖3是圖1所示實施例中的第一諧振腔諧振于第二頻率時的場分布示意圖；
[0017]圖4是圖1所示實施例中的第二諧振腔諧振于第一頻率時的場分布示意圖；
[0018]圖5是圖1所示實施例中的第二諧振腔諧振于第二頻率時的場分布示意圖。
【具體實施方式】
[0019]為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖詳細說明本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0020]如圖1所示，該雙通帶巴倫濾波器采用基片集成波導(dǎo)技術(shù)設(shè)計，其包括基板I。該基板I大致呈L形。該基板I中形成有第一諧振腔10和第二諧振腔20。第一諧振腔10和第二諧振腔20均呈長方體且相鄰設(shè)置。第一諧振腔10和第二諧振腔20的頂壁位于同一平面，第一諧振腔10和第二諧振腔20的底壁也位于同一平面上。第一諧振腔10和第二諧振腔20部分地相互對準。第一諧振腔10和第二諧振腔20相互對準的部分之間設(shè)置有第一率禹合結(jié)構(gòu)12a和第二稱合結(jié)構(gòu)12b。該第一稱合結(jié)構(gòu)12a和第二稱合結(jié)構(gòu)12b均呈矩形。第一耦合結(jié)構(gòu)12a沿第二諧振腔20的中軸線延伸，第二耦合結(jié)構(gòu)12b沿著第一諧振腔10的中軸線延伸。第二耦合結(jié)構(gòu)12b用于將第一諧振腔10和第二諧振腔20在第一頻率下耦合級聯(lián)。第一耦合結(jié)構(gòu)12a用于將第一諧振腔10和第二諧振腔20在第二頻率下耦合級聯(lián)。
[0021]基板I的上表面還設(shè)置有第一輸出饋電微帶線30、第二輸出饋電微帶線40以及輸入饋電微帶線50。第一輸出饋電微帶線30、第二輸出饋電微帶線40以及輸入饋電微帶線50均采用金屬導(dǎo)電材料印刷于基板I的上表面。輸入饋電微帶線50設(shè)置于第二諧振腔20一側(cè)，其用于輸入頻率分別為第一頻率的第一信號以及第二頻率的第二信號到第二諧振腔20中。第一輸出饋電微帶線30和第二輸出饋電微帶線40均設(shè)置于第一諧振腔10 —側(cè)，并用于輸出經(jīng)過處理后的信號。由于第一輸出饋電微帶線30和第二輸出饋電微帶線40關(guān)于第一諧振腔10的幾何中心中心對稱，使得第一輸出饋電微帶線30及第二輸出饋電微帶線40輸出的為第一信號和第二信號經(jīng)過濾波處理后的等幅反相信號。也即是說第一信號和第二信號的正相信號在第一輸出饋電微帶線30輸出。第一信號和第二信號的等幅反相信號在第二輸出饋電微帶線40輸出。
[0022]本發(fā)明的工作原理為:第一諧振腔10和第二諧振腔20在第二耦合結(jié)構(gòu)12b的耦合作用下級聯(lián)并對由輸入饋電微帶線50輸入的第一信號進行濾波處理，第一諧振腔10和第二諧振腔20在第一耦合結(jié)構(gòu)12a的耦合作用下級聯(lián)并對輸入饋電微帶線50輸入的第二信號進行濾波處理。濾波處理后的第一信號和第二信號分別在第一輸出饋電微帶線30及第二輸出饋電微帶線40等幅反相輸出。
[0023]在本發(fā)明中，該第一輸出饋電微帶線30和第二輸出饋電微帶線40作為該雙通帶巴倫濾波器的輸出端口，同時輸出經(jīng)過濾波處理后的等幅反相雙通帶信號，也即是在實現(xiàn)濾波功能的同時還實現(xiàn)了將非平衡信號轉(zhuǎn)化為了平衡信號。這使得信號再傳輸過程中具有更強的抗干擾能力。
[0024]具體地，該基板I包括介質(zhì)層Ia以及設(shè)置于介質(zhì)層Ia下表面的第一金屬層Ib和設(shè)置于介質(zhì)層Ia上表面的第二金屬層lc。第一諧振腔10和第二諧振腔20貫穿介質(zhì)層la。第一金屬層Ib是第一諧振腔10和第二諧振腔20的底壁也即是公共接地端。第二金屬層Ic可包括連接的第一頂壁IOc和第二頂壁20c，第一頂壁IOc和第二頂壁20c均呈矩形。該第一頂壁IOc是第一諧振腔10的頂壁。該第二頂壁20c是第二諧振腔20的頂壁。第一輸出饋電微帶線30、第二輸出饋電微帶線40以及輸入饋電微帶線50印刷于介質(zhì)層Ia的上表面。第一輸出饋電微帶線30和第二輸出饋電微帶線40分別與第一頂壁IOc連接，輸入饋電微帶線30與第二頂壁20c連接。
[0025]第一諧振腔10和第二諧振腔20厚度相對于長和寬來說很小，因此幾乎可以忽略不計，該第一諧振腔10的幾何中心可以看成其頂壁的幾何中心，因此第一輸出饋電微帶線30和第二輸出饋電微帶線40是相當于第一頂壁IOc的幾何中心中心對稱的。第一耦合結(jié)構(gòu)12a和第二耦合結(jié)構(gòu)12b也分別是相對于第二頂壁20c的中軸線和第一頂壁IOc的中軸線延伸的。
[0026]沿著第一頂壁IOc的邊沿，在基板I上開設(shè)有若干第一金屬化通孔100，該若干第一金屬化通孔100、第一頂壁IOc以及第一頂壁IOc的與第一頂壁IOc正對的部分圍成該第一諧振腔10。沿著二矩形部20c的邊沿設(shè)置有若干第二金屬化通孔200。該若干第二金屬化通孔200、第二頂壁20c以及第一金屬層Ib的與第二頂壁正對的部分共同圍成該第二諧振腔20。[0027]在本實施例中，該第二金屬層Ic上設(shè)置兩條預(yù)定長度的平行的第一耦合槽。該兩條第一耦合槽相對于第二諧振腔20的中軸線對稱。由第一頂壁IOc延伸至第二頂壁20c，第二金屬層Ic的位于兩條第一耦合槽間的部分以及兩個第一耦合槽構(gòu)成第一耦合結(jié)構(gòu)12a。
[0028]第二金屬層Ic上設(shè)置兩條預(yù)定長度的平行的第二耦合槽，該兩條第二耦合槽關(guān)于第一諧振腔10的中軸線對稱。第二耦合槽由第一頂壁IOc延伸至第二頂壁20c，第二金屬層Ic的位于兩條第二耦合槽之間的部位以及兩個第二耦合槽構(gòu)成第二耦合結(jié)構(gòu)12b。該第一耦合槽以及第二耦合槽的長短是由第一信號的頻率以及第二信號的頻率決定的。優(yōu)選地，該第一耦合槽和第二耦合槽的形狀為矩形。
[0029]可理解地，當然也可以采用其他耦合方式，只要耦合級聯(lián)點的位置在相同的區(qū)域即可。
[0030]另外，作為本發(fā)明的核心內(nèi)容，第一I禹合結(jié)構(gòu)12a、第二 f禹合結(jié)構(gòu)12b、第一輸出饋電微帶線30以及第二輸出饋電微帶線40的位置采用以下方法得到:
[0031]第一諧振腔10諧振于第一頻率時，其諧振模式的場分布如圖2所示。第一諧振腔10諧振于第二頻率時，其諧振模式的場分布如圖3所示。
[0032]第二諧振腔20諧振于第一頻率時，其諧振模式的場分布如圖4所示。第二諧振腔20諧振于第二頻率時，其諧振模式的場分布如圖5所示。
[0033]因此，如圖2及圖3所示，當將耦合第一諧振腔10和第二諧振腔20的第二耦合結(jié)構(gòu)12b設(shè)置于第一諧振腔10的中軸線上時，第一諧振腔10將只有在第一頻率下才會被激勵，從而該第二耦合結(jié)構(gòu)12b將只影響第一諧振腔10和第二諧振腔20在第一頻率的內(nèi)部耦合。
[0034]同樣的，由圖4及圖5可知，當將耦合第一諧振腔10和第二諧振腔20的第一耦合結(jié)構(gòu)12a設(shè)置于第二諧振腔20中軸線上時，第二諧振腔20將只有在第二頻率下會被激勵，從而該第一耦合結(jié)構(gòu)12a將只影響第一諧振腔10和第二諧振腔20在第二頻率的內(nèi)部耦合。從而，第一諧振腔10和第二諧振腔20在兩個諧振頻率下的內(nèi)部耦合系數(shù)可以得到分別滿足。
[0035]再如圖2和圖3所示，當?shù)谝恢C振腔10的兩個輸出端口關(guān)于第一諧振腔10的幾何中心中心對稱時，第一諧振腔10的輸出在第一頻率與第二頻率處均等幅度且相位相反，符合輸出平衡信號的要求。因此第一輸出饋電微帶線30和第二輸出饋電微帶線40分別作為該第一諧振腔10的輸出端口，其位置也可由此確定。
[0036]如圖4和圖5所示，作為第二諧振腔20的輸入端口的輸入饋電微帶線50的位置在第二諧振腔20的中軸線的兩側(cè)時，即可滿足將第一信號和第二信號輸入到第二諧振腔20中。
[0037]采用本發(fā)明，僅僅采用兩個諧振腔就完成了雙通道濾波器的濾波功能以及將濾波后的信號轉(zhuǎn)化為平衡信號的功能。
[0038]并且，本發(fā)明提供的雙通帶巴倫濾波器經(jīng)過測試可知，其兩個通道的的幅度平衡性均優(yōu)于0.6dB，相位差別均小于2°。
[0039]上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種雙通帶巴倫濾波器，其特征在于，包括基板(1)，所述基板(I)中形成有第一諧振腔(10)和第二諧振腔(20)，所述第一諧振腔(10)和第二諧振腔(20)均為長方體且相鄰設(shè)置，所述第一諧振腔(10)的頂壁和所述第二諧振腔(20)的頂壁位于同一平面上，所述第一諧振腔(10)的底壁和所述第二諧振腔(20)的底壁也位于同一平面上；所述第一諧振腔(10)和所述第二諧振腔(20)部分地相互對準，所述第一諧振腔(10)和所述第二諧振腔(20)相互對準的部分之間設(shè)置有矩形的第一耦合結(jié)構(gòu)(12a)和第二耦合結(jié)構(gòu)(12b)，所述第一耦合結(jié)構(gòu)(12a)沿所述第二諧振腔(20)的中軸線延伸，所述第二耦合結(jié)構(gòu)(12b)沿著所述第一諧振腔(10)的中軸線延伸；所述基板(I)的上表面還設(shè)置有第一輸出饋電微帶線(30)、第二輸出饋電微帶線(40)以及輸入饋電微帶線(50)，所述第一輸出饋電微帶線(30)和所述第二輸出饋電微帶線(30)關(guān)于所述第一諧振腔(10)的幾何中心中心對稱，所述輸入饋電微帶線(50)設(shè)置于所述第二諧振腔(20) —側(cè)； 所述輸入饋電微帶線(50)輸入頻率為第一頻率的第一信號到所述第二諧振腔(20)，所述第二耦合結(jié)構(gòu)(12b)將所述第一諧振腔(10)和所述第二諧振腔(20)在第一頻率下耦合級聯(lián)以對所述第一信號進行濾波處理；所述輸入饋電微帶線(50)輸入頻率為第二頻率的第二信號到所述第二諧振腔(20)，所述第一耦合結(jié)構(gòu)(12a)將所述第一諧振腔(10)和所述第二諧振腔(20)在第二頻率下耦合級聯(lián)以對所述第二信號進行濾波處理；濾波處理后的所述第一信號和所述第二信號均分別在所述第一輸出饋電微帶線(30)輸出及所述第二輸出饋電微帶線(40)以等幅反相輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙通帶巴倫濾波器，其特征在于，所述基板(I)包括介質(zhì)層(la)、布滿所述介質(zhì)層(Ia)下表面的第一金屬層(lb)、以及設(shè)置在所述介質(zhì)層(Ia)上表面的局部的第二金屬層(Ic);所述第一諧振腔(10)和所述第二諧振腔(20)貫穿所述介質(zhì)層(la)，所述第一 金屬層(Ib)為所述第一諧振腔(10)和所述第二諧振腔(20)的底壁；所述第二金屬層(Ic)包括連接的第一頂壁(IOc)和第二頂壁(20c)，所述第一頂壁(IOc)為所述第一諧振腔(10)的頂壁，所述第二頂壁(20c)為第二諧振腔(20)的頂壁。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙通帶巴倫濾波器，其特征在于，在所述基板(I)上沿著所述第一頂壁(IOc)的邊沿設(shè)置若干第一金屬化通孔(100)，所述若干第一金屬化通孔(100)、所述第一頂壁(IOc)以及所述第一金屬層(Ib)的與所述第一頂壁(IOc)相正對的部分圍成所述第一諧振腔(10)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙通帶巴倫濾波器，其特征在于，在所述基板(I)上沿著所述第二頂壁(20c)的邊沿設(shè)置若干第二金屬化通孔(200)，所述若干第二金屬化通孔(200)、所述第二頂壁(20c)以及所述第一金屬層(Ib)的與所述第二頂壁(20c)相正對的部分圍成所述第二諧振腔(20)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙通帶巴倫濾波器，其特征在于，所述第二金屬層(Ic)上設(shè)置兩條相互平行的第一耦合槽，所述第一耦合槽由所述第一頂壁(IOc)延伸至所述第二頂壁(20c)，所述第二金屬層(Ic)的位于所述兩條耦合槽間的部分以及所述第一耦合槽構(gòu)成所述第一耦合結(jié)構(gòu)(12a)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙通帶巴倫濾波器，其特征在于，所述第二金屬層(Ic)上設(shè)置兩條相互平行的第二耦合槽，所述第二耦合槽由所述第一頂壁(IOc)延伸至第二頂壁(20c)，所述第二金屬層(Ic)的位于所述兩條第二耦合槽之間的部分以及所述第二耦合槽構(gòu)成所述第二耦合 結(jié)構(gòu)(12b)。
【文檔編號】H01P1/208GK103531874SQ201310513629
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月25日
【發(fā)明者】褚慧, 金晨, 陳建新, 施金, 唐慧, 周立衡, 包志華 申請人:南通大學(xué)