減小諧振器之間寄生耦合的方法以及濾波器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及微波技術(shù)，尤其涉及一種減小諧振器之間寄生耦合的方法以及濾波 器。
【背景技術(shù)】
[0002] 在微波接收系統(tǒng)的前端，通常使用濾波器抑制不要的信號頻率，并使需要的信號 頻率通過。其中，濾波器是由諧振器組成的，根據(jù)諧振器的個數(shù)不同可以組成不同階數(shù)的濾 波器。
[0003] 根據(jù)作用不同，濾波器可以分為低通濾波器、高通濾波器以及帶通濾波器等，其 中，帶通濾波器（band-passfilter)是一個允許特定頻段的微波通過，同時屏蔽其他頻段 微波的設(shè)備。對于帶通濾波器的設(shè)計，現(xiàn)有技術(shù)采用如下步驟：首先，獲取理論耦合矩陣，例 如：圖1所示的8階準橢圓函數(shù)濾波器對應(yīng)的理論耦合矩陣；然后，根據(jù)理論耦合矩陣確定 各個諧振器之間的耦合系數(shù)；最后，得到最終的濾波器圖形。
[0004] 有關(guān)理論指出，諧振器之間的耦合分為電耦合和磁耦合兩種，這兩種耦合的極性 相反，它們共同作用成總的耦合，如果電耦合比磁耦合大，則總的耦合顯電性；反之，如果磁 耦合比電耦合大，則總的耦合顯磁性。如果定義一種耦合的符號為正，則另外一種耦合的符 號為負。不失一般性，這里我們定義磁耦合的符號為正，則電耦合的符號為負，則總的耦合 系數(shù)如下公式（1)所示：
[0005] M=Mm-Me (1)
[0006] 其中，M為總的耦合系數(shù)，Mm為磁耦合系數(shù)，ME為電耦合系數(shù)。如果電耦合比磁耦 合大，則總的耦合顯電性，M為負值；反之，如果磁耦合比電耦合大，則總的耦合顯磁性，M為 正值。這里的正負就對應(yīng)于耦合矩陣中的元素的正負。
[0007] 理論耦合矩陣為NXN階的實數(shù)對稱矩陣，其中第i行第j列的元素mij(i尹j)為 第i個諧振器與第j個諧振器之間的歸一化耦合系數(shù)，第i行第i列的元素為第i個諧 振器偏離中心頻率的歸一化偏移量。其中與滿足如下公式（2)的關(guān)系：
[0008]
(2)
[0009] 其中，F(xiàn)BW為相對帶寬，為第i個諧振器與第j個諧振器之間的總的耦合系數(shù)。 根據(jù)公式（2)可知，F(xiàn)BW越小，對歸一化耦合系數(shù)11^的影響就越大。
[0010] 在理論耦合矩陣中很多元素都為〇,例如：圖1中的m13，m14，m15都為0,這說明諧振 器1和3,1和4,1和5之間是應(yīng)該沒有耦合的。但是在實際的濾波器設(shè)計過程中，由于布線 或器件特性等因素的影響，這些本應(yīng)無耦合的諧振器之間是有耦合的，我們稱之為寄生耦 合（parasiticalcoupling)。寄生稱合的出現(xiàn)破壞了原有的稱合矩陣的形式，大大降低了 濾波器的性能。例如：在圖1所示的理論耦合矩陣的％ 5中加入一個很小的非零參量〇. 05， 則圖1所示的理論耦合矩陣就會變成如圖2所示，根據(jù)圖3和圖4所示的濾波器傳輸曲線 可以很明顯地看出，存在寄生耦合的濾波器性能明顯降低了。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明的實施例提供一種減小諧振器之間寄生耦合的方法以及濾波器，能夠減小 甚至消除諧振器之間的寄生耦合，從而達到保證濾波器性能的目的。
[0012] 一方面，提供一種減小諧振器之間寄生耦合的方法，包括：當諧振器之間存在寄生 耦合時，獲取所述寄生耦合的總耦合值以及耦合特性，其中，所述耦合特性包括：磁耦合或 者電耦合；根據(jù)所述總耦合值以及耦合特性設(shè)計寄生耦合抵消器件；將所述寄生耦合抵消 器件接入所述諧振器之間，以減小所述寄生耦合。
[0013] 進一步地，所述根據(jù)所述總耦合值以及耦合特性設(shè)計寄生耦合抵消器件包括：根 據(jù)所述寄生耦合的總耦合值以及預(yù)先設(shè)置的誤差閾值，確定所述寄生耦合抵消器件的總耦 合值；根據(jù)所述寄生耦合的耦合特性，確定所述寄生耦合抵消器件的耦合特性，其中，所述 寄生耦合抵消器件的耦合特性與所述寄生耦合的耦合特性相反；根據(jù)所述寄生耦合抵消器 件的總耦合值和耦合特性設(shè)計所述寄生耦合抵消器件。
[0014] 進一步地，所述誤差閾值為0。
[0015] 進一步地，所述根據(jù)所述寄生耦合抵消器件的總耦合值和耦合特性設(shè)計所述寄生 耦合抵消器件為：根據(jù)所述寄生耦合抵消器件的總耦合值和耦合特性設(shè)計所述寄生耦合抵 消器件的物理參數(shù)。
[0016] 進一步地，所述寄生耦合抵消器件為耦合線。
[0017] 另一方面，提供一種濾波器，由兩個以上諧振器組成，當所述諧振器之間存在寄生 耦合時，產(chǎn)生寄生耦合的諧振器之間還包括寄生耦合抵消器，其中，所述寄生耦合抵消器根 據(jù)所述寄生耦合的總耦合值以及耦合特性設(shè)計獲得。
[0018] 進一步地，所述濾波器為機械濾波器。
[0019] 進一步地，所述機械濾波器包括：微帶濾波器、介質(zhì)濾波器、腔體濾波器或者同軸 濾波器。
[0020] 本發(fā)明實施例提供的減小諧振器之間寄生耦合的方法以及濾波器，在產(chǎn)生寄生耦 合的諧振器之間引入了寄生耦合抵消器件，從而有效地減小了諧振器之間的寄生耦合，解 決了現(xiàn)有技術(shù)諧振器之間存在寄生耦合而導致濾波器性能下降的問題。并且，由于本發(fā)明 引入了寄生耦合抵消器件，在諧振器距離很近的時候就可以減小寄生耦合，不需要增加諧 振器之間的距離，使得設(shè)計的濾波器結(jié)構(gòu)更緊湊。
【附圖說明】
[0021] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0022] 圖1為采用現(xiàn)有技術(shù)提供的方法獲取的8階準橢圓函數(shù)濾波器對應(yīng)的理論耦合矩 陣；
[0023] 圖2為圖1所示的理論耦合矩陣存在寄生耦合時的耦合矩陣；
[0024] 圖3為根據(jù)1所示的理論耦合矩陣設(shè)計的濾波器的傳輸曲線圖；
[0025] 圖4為根據(jù)圖2所示的耦合矩陣設(shè)計的濾波器的傳輸曲線圖；
[0026] 圖5為本發(fā)明實施例提供的減小諧振器之間寄生耦合的方法流程圖；
[0027] 圖6為圖5所示的減小諧振器之間寄生耦合的方法中步驟502的流程圖；
[0028] 圖7為現(xiàn)有技術(shù)提供的微帶線諧振器的截面圖；
[0029] 圖8為本發(fā)明一個實施例中產(chǎn)生寄生耦合的諧振器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030] 圖9為圖8所示的諧振器的耦合曲線；
[0031] 圖10為采用本發(fā)明實施例提供的減小諧振器之間寄生耦合的方法消除圖8所示 的諧振器之間的寄生耦合的示意圖；
[0032] 圖11為圖10對應(yīng)的諧振器之間的耦合曲線；
[0033] 圖12為本發(fā)明另一實施例中產(chǎn)生寄生耦合的諧振器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034] 圖13為圖12所示的諧振器的耦合曲線；
[0035] 圖14為采用本發(fā)明實施例提供的減小諧振器之間寄生耦合的方法消除圖12所示 的諧振器之間的寄生耦合的示意圖；
[0036] 圖15為圖14對應(yīng)的諧振器之間的耦合曲線。
【具體實施方式】
[0037] 下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；?本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0038] 為解決諧振器之間存在寄生耦合導致濾波器性能下降的問題，本發(fā)明實施例公開 了一種減小諧振器之間寄生耦合的方法。
[0039] 如圖5所示，本發(fā)明實施例提供的減小諧振器之間寄生耦合的方法，包括：
[0040] 步驟501，當諧振器之間存在寄生耦合時，獲取寄生耦合的總耦合值以及耦合特 性，其中，耦合特性包括：磁耦合或者電耦合。
[0041] 步驟502,根據(jù)步驟501獲取的總耦合值以及耦合特性設(shè)計寄生耦合抵消器件。
[0042] 進一步地，如圖6所示，步驟502具體可以包括：
[0043] 步驟5021，根據(jù)寄生耦合的總耦合值以及預(yù)先設(shè)置的誤差閾值，確定寄生耦合抵 消器件的總耦合值。
[0044] 在本實施例中，可以根據(jù)實際需求設(shè)置誤差閾值，進一步地，可以將誤差閾值設(shè)置 為0,則此時寄生耦合抵消器件的總耦合值與寄生耦合的總耦合值相等。
[0045] 步驟5022,根據(jù)寄生耦合的耦合特性，確定寄生耦合抵消器件的耦合特性，其中， 寄生耦合抵消器件的耦合特性與寄生耦合的耦合特性相反。
[0046] 步驟5023,根據(jù)寄生耦合抵消器件的總耦合值和耦合特性設(shè)計寄生耦合抵消器 件。具體地，步驟5023是根據(jù)寄生耦合抵消器件的總耦合值和耦合特性設(shè)計寄生耦合抵消 器件的物理參數(shù)。
[0047] 步驟503,將寄生耦合抵消器件接入諧振器之間，以減小寄生耦合。
[0048] 需要說明的是，以上圖5和6所述的減小諧振器之間寄生耦合的方法中，寄生耦合 抵消器件具體為耦合線，當然，在實際的使用過程中，寄生耦合抵消器件還可以為其他形式 的物理器件，此處不再一一贅述。
[0049] 本發(fā)明實施例提供的減小諧振器之間寄生耦合的方法，在產(chǎn)生寄生耦合的諧振器 之間引入了寄生耦合抵消器件，從而有效地減小了諧振器之間的寄生耦合，解決了現(xiàn)有技 術(shù)諧振器之間存在寄生耦合