减小谐振器之间寄生耦合的方法以及滤波器技术

本发明专利技术公开了一种减小谐振器之间寄生耦合的方法以及滤波器，涉及微波工程领域。为解决谐振器之间存在寄生耦合导致滤波器性能下降的问题而发明专利技术。本发明专利技术公开的技术方案包括：当谐振器之间存在寄生耦合时，获取寄生耦合的总耦合值以及耦合特性，耦合特性包括：磁耦合或者电耦合；根据总耦合值以及耦合特性设计寄生耦合抵消器件；将寄生耦合抵消器件接入谐振器之间。本发明专利技术提供的实施例可以应用在机械滤波器的设计过程中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微波技术，尤其涉及一种减小谐振器之间寄生耦合的方法以及滤波 器。
技术介绍
在微波接收系统的前端，通常使用滤波器抑制不要的信号频率，并使需要的信号 频率通过。其中，滤波器是由谐振器组成的，根据谐振器的个数不同可以组成不同阶数的滤 波器。 根据作用不同，滤波器可以分为低通滤波器、高通滤波器以及带通滤波器等，其 中，带通滤波器（band-passfilter)是一个允许特定频段的微波通过，同时屏蔽其他频段 微波的设备。对于带通滤波器的设计，现有技术采用如下步骤：首先，获取理论耦合矩阵，例 如：图1所示的8阶准椭圆函数滤波器对应的理论耦合矩阵；然后，根据理论耦合矩阵确定 各个谐振器之间的耦合系数；最后，得到最终的滤波器图形。 有关理论指出，谐振器之间的耦合分为电耦合和磁耦合两种，这两种耦合的极性 相反，它们共同作用成总的耦合，如果电耦合比磁耦合大，则总的耦合显电性；反之，如果磁 耦合比电耦合大，则总的耦合显磁性。如果定义一种耦合的符号为正，则另外一种耦合的符 号为负。不失一般性，这里我们定义磁耦合的符号为正，则电耦合的符号为负，则总的耦合 系数如下公式（1)所示： M=Mm-Me (1) 其中，M为总的耦合系数，Mm为磁耦合系数，ME为电耦合系数。如果电耦合比磁耦 合大，则总的耦合显电性，M为负值；反之，如果磁耦合比电耦合大，则总的耦合显磁性，M为 正值。这里的正负就对应于耦合矩阵中的元素的正负。 理论耦合矩阵为NXN阶的实数对称矩阵，其中第i行第j列的元素mij(i尹j)为 第i个谐振器与第j个谐振器之间的归一化耦合系数，第i行第i列的元素为第i个谐 振器偏离中心频率的归一化偏移量。其中与满足如下公式（2)的关系：(2) 其中，FBW为相对带宽，为第i个谐振器与第j个谐振器之间的总的耦合系数。 根据公式（2)可知，FBW越小，对归一化耦合系数11^的影响就越大。 在理论耦合矩阵中很多元素都为〇,例如：图1中的m13，m14，m15都为0,这说明谐振 器1和3,1和4,1和5之间是应该没有耦合的。但是在实际的滤波器设计过程中，由于布线 或器件特性等因素的影响，这些本应无耦合的谐振器之间是有耦合的，我们称之为寄生耦 合（parasiticalcoupling)。寄生稱合的出现破坏了原有的稱合矩阵的形式，大大降低了 滤波器的性能。例如：在图1所示的理论耦合矩阵的％ 5中加入一个很小的非零参量〇. 05， 则图1所示的理论耦合矩阵就会变成如图2所示，根据图3和图4所示的滤波器传输曲线 可以很明显地看出，存在寄生耦合的滤波器性能明显降低了。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供一种减小谐振器之间寄生耦合的方法以及滤波器，能够减小 甚至消除谐振器之间的寄生耦合，从而达到保证滤波器性能的目的。 一方面，提供一种减小谐振器之间寄生耦合的方法，包括：当谐振器之间存在寄生 耦合时，获取所述寄生耦合的总耦合值以及耦合特性，其中，所述耦合特性包括：磁耦合或 者电耦合；根据所述总耦合值以及耦合特性设计寄生耦合抵消器件；将所述寄生耦合抵消 器件接入所述谐振器之间，以减小所述寄生耦合。 进一步地，所述根据所述总耦合值以及耦合特性设计寄生耦合抵消器件包括：根 据所述寄生耦合的总耦合值以及预先设置的误差阈值，确定所述寄生耦合抵消器件的总耦 合值；根据所述寄生耦合的耦合特性，确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与所述寄生耦合的耦合特性相反；根据所述寄生耦合抵消器 件的总耦合值和耦合特性设计所述寄生耦合抵消器件。 进一步地，所述误差阈值为0。 进一步地，所述根据所述寄生耦合抵消器件的总耦合值和耦合特性设计所述寄生 耦合抵消器件为：根据所述寄生耦合抵消器件的总耦合值和耦合特性设计所述寄生耦合抵 消器件的物理参数。 进一步地，所述寄生耦合抵消器件为耦合线。 另一方面，提供一种滤波器，由两个以上谐振器组成，当所述谐振器之间存在寄生 耦合时，产生寄生耦合的谐振器之间还包括寄生耦合抵消器，其中，所述寄生耦合抵消器根 据所述寄生耦合的总耦合值以及耦合特性设计获得。 进一步地，所述滤波器为机械滤波器。 进一步地，所述机械滤波器包括：微带滤波器、介质滤波器、腔体滤波器或者同轴 滤波器。 本专利技术实施例提供的减小谐振器之间寄生耦合的方法以及滤波器，在产生寄生耦 合的谐振器之间引入了寄生耦合抵消器件，从而有效地减小了谐振器之间的寄生耦合，解 决了现有技术谐振器之间存在寄生耦合而导致滤波器性能下降的问题。并且，由于本专利技术 引入了寄生耦合抵消器件，在谐振器距离很近的时候就可以减小寄生耦合，不需要增加谐 振器之间的距离，使得设计的滤波器结构更紧凑。【附图说明】 为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。 图1为采用现有技术提供的方法获取的8阶准椭圆函数滤波器对应的理论耦合矩 阵； 图2为图1所示的理论耦合矩阵存在寄生耦合时的耦合矩阵； 图3为根据1所示的理论耦合矩阵设计的滤波器的传输曲线图； 图4为根据图2所示的耦合矩阵设计的滤波器的传输曲线图； 图5为本专利技术实施例提供的减小谐振器之间寄生耦合的方法流程图； 图6为图5所示的减小谐振器之间寄生耦合的方法中步骤502的流程图； 图7为现有技术提供的微带线谐振器的截面图； 图8为本专利技术一个实施例中产生寄生耦合的谐振器结构示意图； 图9为图8所示的谐振器的耦合曲线； 图10为采用本专利技术实施例提供的减小谐振器之间寄生耦合的方法消除图8所示 的谐振器之间的寄生耦合的示意图； 图11为图10对应的谐振器之间的耦合曲线； 图12为本专利技术另一实施例中产生寄生耦合的谐振器结构示意图； 图13为图12所示的谐振器的耦合曲线； 图14为采用本专利技术实施例提供的减小谐振器之间寄生耦合的方法消除图12所示 的谐振器之间的寄生耦合的示意图； 图15为图14对应的谐振器之间的耦合曲线。【具体实施方式】 下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本专利技术保护的范围。 为解决谐振器之间存在寄生耦合导致滤波器性能下降的问题，本专利技术实施例公开 了一种减小谐振器之间寄生耦合的方法。 如图5所示，本专利技术实施例提供的减小谐振器之间寄生耦合的方法，包括： 步骤501，当谐振器之间存在寄生耦合时，获取寄生耦合的总耦合值以及耦合特 性，其中，耦合特性包括：磁耦合或者电耦合。 步骤502,根据步骤501获取的总耦合值以及耦合特性设计寄生耦合抵消器件。 进一步地，如图6所示，步骤502具体可以包括： 步骤5021，根据寄生耦合的总耦合值以及预先设置的误差阈值，确定寄生耦合抵 消器件的总耦合值。 在本实施例中，可以根据实际需求设置误差阈值，进一步地，可以将误差阈值设置 为0,则此时寄生耦合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种减小谐振器之间寄生耦合的方法，其特征在于，包括：当谐振器之间存在寄生耦合时，获取所述寄生耦合的总耦合值以及耦合特性，其中，所述耦合特性包括：磁耦合或者电耦合；根据所述总耦合值以及耦合特性设计寄生耦合抵消器件；将所述寄生耦合抵消器件接入所述谐振器之间，以减小所述寄生耦合。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何豫生，孙亮，黎红，黄江鸣，
申请(专利权)人：北京华戎天创超导科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11