[发明专利]基于混合电磁耦合的悬置带线滤波器

说明书

本发明提出了一种混合电磁耦合悬置带线滤波器，主要解决线形排列悬置带线滤波器中未引入传输零点，通带选择特性差的问题。其包括金属外腔(1)、悬置介质基板(2)、谐振器(3)、耦合线(4)和馈线(5)；悬置介质基板悬置在金属外腔中，谐振器、耦合线和馈线均位于悬置介质基板的上表面；该谐振器在(3)由多个设有间距的谐振单元组成，该耦合线(4)位于谐振器中相邻两个谐振器之间，且与相邻谐振单元垂直连接，通过调节耦合线的上下位置，改变磁耦合的大小，通过调节耦合线的长度，改变谐振单元之间的间距，调节电耦合的大小，获得不同强度的混合电磁耦合，本发明具有传输零点特性，改善了通带选择特性，可应用于射频无线通信系统。

技术领域

本发明属于微波技术领域，涉及一种悬置带线滤波器，特别涉及基于混合电磁耦合的悬置带线滤波器，可用于无线通信系统的射频前端。

背景技术

随着现代微波无线技术的发展，对频谱资源的利用率提出了更高的要求。其中，滤波器作为无线通信系统中一个重要的组成部分，不仅对其性能提出了更高要求，如小型化，高品质因数等，同时也希望该滤波器的结构尽可能简单，重量尽可能较轻。一般情况下，滤波器多以微带线或波导的形式出现，其中微带线形式的滤波器具有低剖面的特点，波导形式的滤波器具有高功率容量的特点。但同时，微带线形式的滤波器存在品质因数低的缺点，不能适用于对滤波器品质因数要求较高的应用中，而矩形波导形式的滤波器由于其体积大，重量重，不适用于需要小体积，重量轻滤波器的应用。考虑到上述微带线及波导形式滤波器的上述缺点，随着出现的悬置带线滤波器，并结合其它结构形式，可以在一定程度上解决来上述品质因数低，重量大的问题。其中，悬置带线滤波器是将谐振器结构以印制电路技术，印制在介质基板上，并悬置在金属外腔内部，构成了悬置带线形式的滤波器。相较于微带线形式的滤波器，悬置带线形式的滤波器具有远大于微带线形式的品质因数；由于其结构特点，使得悬置带线形式的滤波器相对于波导形式的滤波器具有重量较轻的优点，且适用于一些板级电路应用场景。同时由于悬置带线形式的阻抗变化范围较宽，不仅可以根据需求设计宽带的滤波器，也可以与交指结构、梳状线结构或其他结构相结合，设计出窄带滤波器。

关于设计小型化，结构简单，且带外选择性好的滤波器方法，相关学者针对其某一需求，做出了许多研究。例如，2005年，Wolfgang Menzel等人在IEEE on Microwave Theoryand Techniques期刊(vol.53,NO.10,pp.3230-3237,2005)上发表了“Quasi-LumpedSuspended Stripline Filters and Diplexers”，在悬置带线这种结构上提出了一种新的谐振单元结构，并设计了一款五阶带通滤波器展示了悬置带线结构在滤波器和双工器的低损耗和小型化方面的优越性。但该方案中仅仅采用单一耦合方式且没有引入传输零点来进一步优化滤波器的带外抑制，插入损耗大。2018年，Giuseppe Venanzoni等人在IEEEMicrowave and Wireless Components Letters期刊(Vol.28 No.6pp.497-499,2018)上发表了“3-D-Printed Quasi-Elliptical Evanescent Mode Filter Using MixedElectromagnetic Coupling”，提出了一种基于3D打印技术的同轴谐振器带通带通滤波器，但这种滤波器由于同轴谐振器体积和重量过于庞大，不适合用于一些板级电路的应用场景。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提出基于混合电磁耦合的悬置带线滤波器，以通过引入传输零点实现良好的带外选择特性，并同时简化滤波器的结构。