多频带带阻滤波器及多频带带通滤波器制造技术

多频带带阻滤波器，包括Ｎ个谐振腔组，Ｎ为频带的个数，２≤Ｎ≤４，Ｎ个谐振腔组通过重叠排列获取多频带带阻滤波器响应。每个谐振腔组均由一字排列的ｎ个谐振腔构成，３≤ｎ≤５，属于同一个谐振腔组的ｎ个谐振腔之间间距为１／４波长的奇数倍，矩形波导为３／４倍波导波长，Ｎ个谐振腔组共用一个主通道并与主通道平行。所有谐振腔组通过重叠排列，或者处于主通道一侧，或者处于主通道两侧。但是每侧的谐振腔组不超过两组。本发明专利技术多频带带阻滤波器各个阻带的抑制特性以及各阻带之间的通带特性都很好。因而应用这种多频带带阻滤波器结构，可以设计多通带滤波器，其设计思路基于带通滤波器＋Ｎ频带带阻滤波器＝Ｎ＋１通带带通滤波器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于微波通信
，涉及一种多频带带阻滤波器拓扑结构，以及基于该拓扑结构的多频带带通滤波器。
技术介绍
多频带带阻滤波器(以下简称多阻带)是用来滤除通信信道内不需要的一些频带 信号的设备，而多频带带通滤波器(以下简称多通带)则是用来筛选出通信信道内需要的 一些频带信号的设备。 双频带带阻滤波器(以下简称双阻带)比较典型的是cul-de-sac结构，如图l所 示。其基于交叉耦合的原理。其中，l腔和8腔之间间距l/4波长的奇数倍。1、8腔耦合到 主通道上，其余各腔以特定的方式耦合在其它谐振腔上。 在窄带情况下，cul-de-sac结构的各个谐振腔是相当敏感的，尤其是图1中所示 的谐振腔1和8，由于温漂所产生的效应非常明显。并且这种耦合结构基于交叉耦合，因而 主要局限于双阻带的设计。并且，这种拓扑结构很难扩展到3频带、4频带带阻滤波器(以 下简称3阻带、4阻带)的设计。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是克服现有技术的不足，提出了一种易于设计、性能优良 的多阻带拓扑结构。 本专利技术的技术解决方案是多频带带阻滤波器，包括N个谐振腔组，N为频带的个 数，2《N《4，N个谐振腔组通过重叠排列获取多频带带阻滤波器响应；每个谐振腔组均由 一字排列的n个谐振腔构成，3《n《5，属于同一个谐振腔组的n个谐振腔之间间距为1/4 波长的奇数倍，矩形波导为3/4倍波导波长，所述波长对应的频率为多频带带阻滤波器的 中心频率；N个谐振腔组共用一个主通道并与主通道平行，当N = 2时，2个谐振腔组相对于 主通道对称布置，两个谐振腔组的谐振频率分别为^和f2， f工&lt; f2，且谐振频率f2位于谐振 频率为^的谐振腔组的带阻频带外；当N = 3时，主通道一侧布置1个谐振腔组，谐振腔组 的谐振频率为fi或f2，主通道另一侧布置2个谐振腔组，靠近主通道的谐振腔组的谐振频率 为f2或fp远离主通道的谐振腔组的谐振频率为f3， fi < f2 < f3，且谐振频率f3位于谐振 频率为^的谐振腔组的带阻频带外；当N = 4时，4个谐振腔组相对于主通道对称布置，其 中一侧的两个谐振腔组的谐振频率为^和&，靠近主通道的两个谐振腔组的谐振频率分别 为^和f2， f4，且谐振频率f4位于谐振频率为^的谐振腔组的带阻频带外；靠近主通道的谐振腔组与主通道直接耦合，主通道同侧远离主通道的谐振腔组与临近主通 道的谐振腔组之间进行耦合。 所述的谐振腔组具有切比雪夫函数响应。 基于多频带带阻滤波器的多频带带通滤波器，由多频带带阻滤波器和单频带带通 滤波器构成，满足下述关系式3 单频带带通滤波器+N频带带阻滤波器=N+l频带带通滤波器。 本专利技术与现有技术相比的优点在于 (1)本专利技术每个谐振腔后面最多再耦合一个谐振腔，因而，极大的降低了谐振腔的 敏感度，从而降低了其对工艺和温度等方面的要求。其次，其基于多个带阻滤波器阻带级联 从而实现多阻带响应的原理，因而不仅仅局限于窄带多阻带的设计。再次，本专利技术中的滤波 器拓扑结构则可以较为方便的实现3阻带和4阻带响应。最后，通过和单频带带通滤波器 结合，实现了较为理想的多通带响应。应用这种结构，可实现双通带、3通带、4通带、5通带， 特别是4通带、5通带，应用一般的多通带耦合结构很难实现； (2)本专利技术N组谐振腔，每一组形成一个带阻带，具有切比雪夫滤波器响应。每一 个阻带由n个谐振腔构成。每个谐振腔组的初值可由对应的切比雪夫滤波器给定，降低了 综合的难度。附图说明 图1为传统cul-de-sac结构双阻带的拓扑结构； 图2为本专利技术的双阻带滤波器拓扑结构(两组谐振腔分列主通道两侧)； 图3为图2低段带阻滤波器拓扑； 图4为图3滤波器响应； 图5为图2高段带阻滤波器拓扑； 图6为图5滤波器响应； 图7为由图3和图5构成的图2所示双阻带的响应； 图8为两组谐振腔在主通道同侧的拓扑结构； 图9为图8所示的两组谐振腔组在主通道同侧的响应； 图10为本专利技术的3阻带滤波器拓扑结构； 图11为图10低频段带阻滤波器拓扑； 图12为图11滤波器响应； 图13为图10中频段带阻滤波器拓扑； 图14为图13滤波器响应； 图15为图10高频段带阻滤波器拓扑； 图16为图15滤波器响应； 图17为由图11、图13和图15构成的图10所示的3阻带响应； 图18为本专利技术的4阻带拓扑结构； 图19为图18所示4阻带响应； 图20为由图18所示4阻带+8阶带通滤波器得到的5通带滤波器响应； 图21为本专利技术的10阶矩形波导双阻带滤波器模型； 图22为图21双阻带滤波器仿真结果； 图23为应用SIW导波结构实现的两组谐振腔处于主通道同一侧的模型； 图24为图23双阻带滤波器Sll仿真及测试结果； 图25为图23双阻带滤波器S21仿真及测试结果； 图26为本专利技术基于SIW的16阶4阻带(N = 4， n = 4)模型。具体实施例方式本专利技术的设计思路是应用一种较简单的近似方法来设计多阻带。由低到高依次设 计单频带的带阻滤波器，随后通过这些滤波器的参数得到多阻带的初值，最后对其进行调 整优化，则可以得到需要的多阻带响应。 本专利技术多频带带阻滤波器包括N个谐振腔组，N为频带的个数，2《N《4， N个谐 振腔组通过重叠排列来获取多频带带阻滤波器响应；每个谐振腔组均由一字排列的n个谐 振腔构成，一般3《n《5则可满足指标要求，每个谐振腔组具有切比雪夫带阻响应。属于 同一个谐振器组的n个谐振腔之间间距为1/4波长的奇数倍，矩形波导一般取3/4倍波导 波长，所述波长对应的频率为整个多频带带阻滤波器的中心频率。N个谐振腔组共用一个主 通道并与主通道平行，所有谐振腔组通过重叠排列，或者处于主通道一侧，或者处于主通道 两侧。但是每侧的谐振腔组不超过两组。当N二2时，2个谐振腔组相对于主通道对称布 置。两个谐振腔组的谐振频率分别为^和且谐振频率f2位于谐振频率为^的 谐振腔组的带阻频带外。当N = 3时，主通道一侧布置1个谐振腔组，谐振腔组的谐振频率 为^或f2，主通道另一侧布置2个谐振腔组，靠近主通道的谐振腔组的谐振频率为f2或4， 远离主通道的谐振腔组的谐振频率为f3， fi < f2 < f3，且谐振频率f3位于谐振频率为^的 谐振腔组的带阻频带外；当N = 4时，4个谐振腔组相对于主通道对称布置，其中一侧的两 个谐振腔组的谐振频率为^和&，靠近主通道的两个谐振腔组的谐振频率分别为^和f2， 并且有频率关系f4，且谐振频率f4位于谐振频率为^的谐振腔组的带阻频 带外；靠近主通道的谐振腔组与主通道直接耦合，远离主通道的谐振腔组与临近主通道的 谐振腔之间进行耦合。 首先，介绍一个10阶的双阻带，即N二2， n二5，如图2所示。其含有10个谐振 腔(NXn)，其中1、2、3、4、5腔谐振频率为^ = 12. 25GHz，滤波器拓扑如图3，组成低端的带 阻响应，如图4所示。而6、7、8、9、10腔谐振在f2 = 13. 25GHz上，滤波器拓扑如图5，实现 高端的带阻响应，理想响应如图6所示。对两组谐振腔按照图2所示排列，进行进一步的优 化，则能实现如图7所示的双阻带响应。每一个对应频率的带阻滤波器都基于传统的切比 雪夫函数，本文档来自技高网...

【技术保护点】
多频带带阻滤波器，其特征在于：包括Ｎ个谐振腔组，Ｎ为频带的个数，２≤Ｎ≤４，Ｎ个谐振腔组通过重叠排列获取多频带带阻滤波器响应；每个谐振腔组均由一字排列的ｎ个谐振腔构成，３≤ｎ≤５，属于同一个谐振腔组的ｎ个谐振腔之间间距为１／４波长的奇数倍，矩形波导为３／４倍波导波长，所述波长对应的频率为多频带带阻滤波器的中心频率；Ｎ个谐振腔组共用一个主通道并与主通道平行，当Ｎ＝２时，２个谐振腔组相对于主通道对称布置，两个谐振腔组的谐振频率分别为ｆ↓［１］和ｆ↓［２］，ｆ↓［１］＜ｆ↓［２］，且谐振频率ｆ↓［２］位于谐振频率为ｆ↓［１］的谐振腔组的带阻频带外；当Ｎ＝３时，主通道一侧布置１个谐振腔组，谐振腔组的谐振频率为ｆ↓［１］或ｆ↓［２］，主通道另一侧布置２个谐振腔组，靠近主通道的谐振腔组的谐振频率为ｆ↓［２］或ｆ↓［１］，远离主通道的谐振腔组的谐振频率为ｆ↓［３］，ｆ↓［１］＜ｆ↓［２］＜ｆ↓［３］，且谐振频率ｆ↓［３］位于谐振频率为ｆ↓［１］的谐振腔组的带阻频带外；当Ｎ＝４时，４个谐振腔组相对于主通道对称布置，其中一侧的两个谐振腔组的谐振频率为ｆ↓［１］和ｆ↓［３］，靠近主通道的两个谐振腔组的谐振频率分别为ｆ↓［１］和ｆ↓［２］，ｆ↓［１］＜ｆ↓［２］＜ｆ↓［３］＜ｆ↓［４］，且谐振频率ｆ↓［４］位于谐振频率为ｆ↓［１］的谐振腔组的带阻频带外；靠近主通道的谐振腔组与主通道直接耦合，主通道同侧远离主通道的谐振腔组与临近主通道的谐振腔组之间进行耦合。...

【技术特征摘要】
多频带带阻滤波器，其特征在于包括N个谐振腔组，N为频带的个数，2≤N≤4，N个谐振腔组通过重叠排列获取多频带带阻滤波器响应；每个谐振腔组均由一字排列的n个谐振腔构成，3≤n≤5，属于同一个谐振腔组的n个谐振腔之间间距为1/4波长的奇数倍，矩形波导为3/4倍波导波长，所述波长对应的频率为多频带带阻滤波器的中心频率；N个谐振腔组共用一个主通道并与主通道平行，当N＝2时，2个谐振腔组相对于主通道对称布置，两个谐振腔组的谐振频率分别为f1和f2，f1＜f2，且谐振频率f2位于谐振频率为f1的谐振腔组的带阻频带外；当N＝3时，主通道一侧布置1个谐振腔组，谐振腔组的谐振频率为f1或f2，主通道另一侧布置2个谐振腔组，靠近主通道的谐振腔组的谐振频率为f2或f1，远离主通道的谐振腔组的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨飞，于洪喜，吴须大，杨毅民，周颖，
申请(专利权)人：西安空间无线电技术研究所，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]