[发明专利]交叉耦合的带通滤波器及其设计方法

摘要

本发明涉及滤波器设计领域，是交叉耦合的带通滤波器及其设计方法，其目的在于提供一种性能优良且体积小的带通滤波器。包括至少三个谐振腔、信号源和负载端，所述谐振腔内设置有矩形波导，谐振腔内设置有横膈膜片，所述横膈膜片径向对称设置。本发明提供的交叉耦合的带通滤波器及其设计方法，提供了一种设计小型化的性能优良的带通滤波器的方法，通过设置非对称结构的横隔膜片，并采用波珠电极耦合为接口，使产品体积小，重量轻，工作频率高，波长短，性能优良；解决了毫米波腔体滤波器应用于集成电路的难题，大大地拓展了毫米波器件在集成电路中的应用，大大开拓了8毫米波器件的应用前景。 1

主权项

1.交叉耦合的带通滤波器的设计方法，其特征在于：(1)理论设计，采用准椭圆函数为传输函数响应特性，在技术上采用对谐振腔频率、谐振腔与谐振腔之间的耦合系数均进行微扰调整的理念；(2)模拟设计，设定中心工作频率，从等波纹滤波器原形的衰减与归一化频率的关系曲线中查出满足滤波器性能要求的级数，并设计谐振腔的参数，参数包括：矩形波导的参数、谐振腔横隔膜片的宽度、输入玻珠耦合电极、输出玻珠耦合电极的位置参数；工程上依据标准的WR‑28矩形波导的参数来设计矩形谐振腔，这种波导的内尺寸为a＝7.11mm,b＝3.56mm；小型化8毫米“交叉耦合”带通滤波器实质上是一个两端封闭，内部由左右对称排列的矩形谐振腔，且谐振腔与谐振腔之间有矩形耦合窗口的周期性矩形波导结构；模拟设计的关键是求出各矩形谐振腔的长度d1、d2、d3以及横隔膜片的宽度h1、h2、h3；谐振腔横隔膜片的宽度h可参照矩形波导谐振腔通过矩形缝隙耦合时计算电极化率或磁极化率的公式；输入玻珠耦合电极、输出玻珠耦合电极的位置设计在距两端矩形波导端壁λ/4和a/2处；(3)优化软件进行电磁场仿真，根据模拟设计的参数作为初始参数输入HFSS软件进行三维电磁场仿真，在充分满足性能指标的前提下，进行优化设计，并调整参数；在充分满足性能指标的前提下，优化设计结果如下：d1＝4.80mm d2＝4.50mm d3＝6.50mmh1＝4.70mm h2＝4.60mm h3＝3.65mm(4)物理实现，根据步骤(3)优化后的参数进行输入、输出接口方式，安装固定要求，设计出产品全套图样，对滤波器采用锡焊烧结工艺进行加工，装配使用。