同轴滤波器及其制造方法技术

本发明专利技术的实施例提供同轴滤波器(20)。同轴滤波器(20)包括第一端口(21)、第二端口(22)、每个具有两个金属层(2311，2313；2313，2323；2323，2333；2333，2343；2343，2353)和在金属层之间的介电层(2312；2322；2332；2342；2352)的至少两个电容器分段(231；232；233；234；235)、以及连接至至少两个电容器分段(231；232；233；234；235)的金属层的至少一个接地电感器短截线(241；242；243；244)。至少两个电容器分段(231；232；233；234；235)被同轴地串联连接在第一端口(21)与第二端口(22)之间。至少一个接地电感器短截线(241；242；243；244)的轴(VAX1；VAX2；VAX3；VAX4)垂直于至少两个电容器分段(231；232；233；234；235)的轴(HAX1)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的示例和非限制性实施例总体上涉及同轴滤波器，并且具体地涉及高通同轴滤波器以及用于制造高通同轴滤波器的方法。
技术介绍
本章节介绍可以促进对本公开的更好理解的各个方面。因此，本章节的陈述应当在此基础上来阅读，而不应当被理解为承认什么是现有技术或者什么不是现有技术。高通滤波器是微波通信系统中非常重要的部件。高通滤波器通常需要宽的通带、紧凑的大小以及高的功率容量。用准集总元件构造的高通滤波器可以适合很多应用，假定这些元件可以在整个操作频带上实现期望的集总元件的良好近似。已知，集总元件被设计为使得电能或磁能在指定频率处集中在其中，并且电感或电容因此可以被认为集中在其中，而不是分布在元件的长度上。例如，图1所示的电容器和电感器是集总元件。集总元件的实际尺寸远小于操作波长。与集总元件相比，准集总元件更加依赖于频率并且表现得大致相当于集总元件，只要准集总元件的最大尺寸与操作波长相比是小的。在使用准集中元件设计滤波器时应当小心，因为当任何准集总元件的大小变为在操作频率处相当于波长时，其不再表现得相当于集总元件。高通滤波器的最简单形式可以仅包括一系列电容器，其在用于直流(DC)阻挡的应用中很常见。对于更具选择性的高通滤波器，需要更多元件。这种类型的高通滤波器可以很容易地基于如图1(a)所示的集总元件低通原型来设计，其中gi表示由端接阻抗Z0归一化并且在低通截止频率Ωc处获得的元件值。截止频率是特征化滤波器的通带与阻带之间表征边界的频率。截止频率通常被取为滤波器响应中过渡带和通带相遇的点，例如被定义为3dB拐点(滤波器输出是正常通带值的-3dB的频率)。如果应用频率映射其中Ω和ω分别是低通和高通滤波器的角频率变量，并且ωc是高通滤波器的截止频率，则可以将低通原型中的任何串联电感元件变换成高通滤波器中的电容元件，电容元件的电容为同样，可以将低通原型中的任何并联电容元件变换成高通滤波器中的并联电感元件，电感元件的电感为图1(b)图示了由于变换而得到的这样的集总元件高通滤波器。已经应用各种传输线结构来设计高通滤波器。使用这一技术实现的多数滤波器至今主要基于诸如短截线以及四分之一或半波长谐振器等结构，这可能导致不太紧凑的大小。在微波和射频工程中，短截线仅在一端连接的传输线或波导的长度。短截线的自由端保持开路或者短路。忽略传输线损失，短截线的输入阻抗是纯电抗性的；取决于短截线的电气长度以及其是开路还是短路，是电容性的或者是电感性的。因此认为短截线是取决于频率的电容器和取决于频率的电感器。四分之一/半波长谐振器的长度是对应于谐振器的中心频率的波长的四分之一/一半。集总元件滤波器设计通常由于很难在微波频率使用连同集总元件值的限制而不流行。针对越高的操作频率，需要具有越小值的集总元件。然而，很难制造具有太小值的集总元件。传统微波传输带滤波器在较低频率下缺乏锐度并且遭受更大的插入损失以及差的阻抗匹配，尤其是在高频处。特别地，参考文档[1]中公开的现有解决方案使用带状线结构来实现高通滤波器，然而其具有一些问题，诸如一些短截线很难制造；连接线的电气长度相对较长；并且必须使用调谐螺钉来到达所需要的性能。参考文档[2]中公开的另一现有解决方案使用悬置的带状线来实现超宽带滤波器。然而，本解决方案具有低的功率容量并且必须使用激光波束来制造悬置线以满足某制造准确性和功率容量。参考文档[3]中公开的又一现有解决方案使用微带线来实现带通滤波器。然而，由于微带线结构和低的功率容量，这样的滤波器的通带相对较窄并且因此不能令人满意。参考文档：[1]DesenLu,QingyuanWang,AoLiao,XianrongZhang,“ACompactHighpassFilterwithBroadPassband”,MicrowaveandMillimeterWaveTechnology(ICMMT),2010InternationalConferenceon,pp:976-978[2]Menzel,Wolfgang,RahmanTito,MohammadS.,LeiZhu,“Low-LossUltra-Wideband(UWB)FiltersusingSuspendedstripline”,MicrowaveConferenceProceedings,2005,APMC2005,Asia-PacificConferenceProceedingsVolume4[3]ShamanHussein,Jia-ShengHong,“AnOptimumUltra-Wideband(UWB)BandpassFilterwithSpuriousResponseSuppression”,WirelessandMicrowaveTechnologyConference,2006,WAMICON'06.IEEEAnnual,Pages1-5
技术实现思路
本专利技术的各种实施例旨在解决以上问题和缺点中的至少部分。在结合作为示例示出本专利技术的实施例的原理的附图进行阅读时，根据具体实施例的以下描述也将能够理解本专利技术的实施例的其它特征和优点。本专利技术的实施例的各个方面在所附权利要求中给出并且在本章节中概述。在本专利技术的第一方面，提供了一种同轴滤波器。同轴滤波器包括第一端口和第二端口。同轴滤波器还包括每个具有两个金属层以及在两个金属层之间的介电层的至少两个电容器分段、以及连接至至少两个电容器分段的金属层的至少一个接地电感器短截线。至少两个电容器分段同轴地串联连接在第一端口与第二端口之间。至少一个接地电感器短截线的轴垂直于至少两个电容器分段的轴。在一个实施例中，在任何两个直接连接的电容器分段的两个相邻的介电层之间的公共金属层连接至接地电感器短截线。在一个实施例中，同轴滤波器还可以包括第一导体和第二导体。第一端口通过第一导体耦合至至少两个电容器分段的串联中的第一电容器分段。第二端口通过第二导体耦合至至少两个电容器分段的串联中的第二电容器分段。第一电容器分段和第二电容器分段可以分别布置在至少两个电容器分段的串联的两端。在另一实施例中，同轴滤波器还可以包括第一阻抗变换器和第二阻抗变换器。第一阻抗变换器同轴地连接在第一导体与第一电容器分段之间并且被配置成消除同轴滤波器的阻抗非连续性。第二阻抗变换器同轴地连接在第二导体与第二电容器分段之间并且被配置成消除同轴滤波器的阻抗非连续性。在又一实施例中，第一阻抗变换器的宽度可以大于第一导体的宽度并且小于第一电容器分段的宽度。第二阻抗变换器的宽度可以大于第二导体的宽度并且小于第二电容器分段的宽度。在又一实施例中，接地电感器短截线的宽度可以小于连接至接地电感器短截线的金属层的厚度。在又一实施例中，同轴滤波器可以包括至少三个电容器分段以及至少两个接地电感器短截线。至少两个接地电感器短截线中连接至相同的电容器分段的任何两个接地电感器短截线可以分别布置在垂直于至少两个接地电感器短截线的轴并且包含至少三个电容器分段的轴的平面的两侧。至少两个电感器短截线的轴可以彼此平行。在又一实施例中，同轴滤波器可以包括奇数个电容器分段。奇数个电容器分段可以相对于同轴滤波器的中线对称地布置。在又一实施例中，至少两个接地电感器短截线中连接至相同的电容器分段的任何两个接地电感器短截线可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同轴滤波器(20)，包括：第一端口(21)；第二端口(22)；至少两个电容器分段(231；232；233；234；235)，每个电容器分段具有两个金属层(2311，2313；2313，2323；2323，2333；2333，2343；2343，2353)以及在所述两个金属层(2311，2313；2313，2323；2323，2333；2333，2343；2343，2353)之间的介电层(2312；2322；2332；2342；2352)；以及至少一个接地电感器短截线(241；242；243；244)，被连接至所述至少两个电容器分段(231；232；233；234；235)的金属层；其中所述至少两个电容器分段(231；232；233；234；235)被同轴地串联连接在所述第一端口(21)与所述第二端口(22)之间；并且所述至少一个接地电感器短截线(241；242；243；244)的轴(VAX1；VAX2；VAX3；VAX4)垂直于所述至少两个电容器分段(231，232，233，234，235)的轴(HAX1)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种同轴滤波器(20)，包括：第一端口(21)；第二端口(22)；至少两个电容器分段(231；232；233；234；235)，每个电容器分段具有两个金属层(2311，2313；2313，2323；2323，2333；2333，2343；2343，2353)以及在所述两个金属层(2311，2313；2313，2323；2323，2333；2333，2343；2343，2353)之间的介电层(2312；2322；2332；2342；2352)；以及至少一个接地电感器短截线(241；242；243；244)，被连接至所述至少两个电容器分段(231；232；233；234；235)的金属层；其中所述至少两个电容器分段(231；232；233；234；235)被同轴地串联连接在所述第一端口(21)与所述第二端口(22)之间；并且所述至少一个接地电感器短截线(241；242；243；244)的轴(VAX1；VAX2；VAX3；VAX4)垂直于所述至少两个电容器分段(231，232，233，234，235)的轴(HAX1)。2.根据权利要求1所述的同轴滤波器(20)，其中：在任何两个直接连接的电容器分段(231，232；232，233；233，234；234，235)的两个相邻介电层之间的共用金属层(2313，2323，2333，2343)被连接至所述至少一个接地电感器短截线(241，242，243，244)。3.根据权利要求1或2所述的同轴滤波器(20)，还包括：第一导体(211)，所述第一端口(21)通过所述第一导体(211)被耦合至所述至少两个电容器分段(231，232，233，234，235)的所述串联的第一电容器分段(231)；以及第二导体(221)，所述第二端口(22)通过所述第二导体(221)被耦合至所述至少两个电容器分段(231，232，233，234，235)的所述串联的第二电容器分段(235)，其中所述第一电容器分段和所述第二电容器分段(231，235)被分别布置在所述至少两个电容器分段(231，232，233，234，235)的所述串联的两端。4.根据权利要求3所述的同轴滤波器，还包括：第一阻抗变换器(25)，被同轴地连接在所述第一导体(211)与所述第一电容器分段(231)之间，并且被配置成消除所述同轴滤波器的阻抗不连续性；以及第二阻抗变换器(26)，被同轴地连接在所述第二导体(221)与所述第二电容器分段(235)之间，并且被配置成消除所述同轴滤波器的阻抗不连续性。5.根据权利要求4所述的同轴滤波器，其中：所述第一阻抗变换器(25)的宽度(W2)大于所述第一导体(211)的宽度(W3)并且小于所述第一电容器分段(231)的宽度(W1)；并且所述第二阻抗变换器(26)的宽度(W2)大于所述第二导体(221)的宽度(W3)并且小于所述第二电容器分段(235)的宽度(W1)。6.根据权利要求2-5中的任一项所述的同轴滤波器，其中：所述至少一个接地电感器短截线(241，242，243，244)的宽度(W4；W5)小于所述接地电感器短截线被连接至的所述共用金属层(2312，2323，2333，2343)的厚度(L2；L3)。7.根据权利要求1-6中的任一项所述的同轴滤波器，包括：至少三个电容器分段(231；232；233；234；235)以及至少两个接地电感器短截线(241；242；243；244)，其中所述至少两个接地电感器短截线(241；242；243；244)中被连接至相同的电容器分段的任何两个接地电感器短截线被分别布置在平面的两侧上，所述平面垂直于所述至少两个接地电感器短截线(241；242；243；244)的所述轴(VAX1，VAX2，VAX3，VAX4)并且包含所述至少三个电容器分段(231；232；233；234；235)的所述轴(HAX1)；并且所述至少两个接地电感器短截线(241；242；243；244)的所述轴彼此平行。8.根据权利要求1-7中的任一项所述的同轴滤波器，包括：奇数个所述电容器分段(231，232，233，234，235)；其中所述奇数个所述电容器分段(231，232，233，234，235)相对于所述同轴滤波器的中线(VAX5)被对称地布置。9.根据权利要求8所述的同轴滤波器，其中：所述至...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘剑，高翔，周波，
申请(专利权)人：瑞典爱立信有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE