專利名稱：梳狀結構微帶諧振器及其濾波器的制作方法
技術領域：
梳狀結構微帶諧振器及其濾波器
(一) 技術領域
本實用新型涉及一種適用于微波通訊的微帶諧振器以及由其構成 的濾波器，特別是一種梳狀結構微帶諧振器及其濾波器，本諧振器及濾 波器可以用高溫超導薄膜制作而成。
(二) 背景技術
長久以來，濾波器一直在電子信號的處理中起著極其重要的作用， 它具有過濾使用信號和抑制干擾信號的功用。較理想的濾波器頻率特 性應當是通帶內能量的損耗盡量小，而在阻帶內的能量衰減為盡可能 大，通帶與阻帶間的過渡帶則應盡可能的陡峭。隨著微波無線通信的 快速發展，對濾波器的頻率特性提出了越來越高的要求。近年發展起 來的高溫超導濾波器技術很好的適應了這種需求，由于高溫超導薄膜 的表面電阻極低，用高溫超導薄膜制作的微帶諧振器具有很高的品質 因子(Q值可達40000 - 100000)，所以采用高溫超導薄膜制成的微帶 濾波器，具有極低的插入損耗及優異的頻率選擇特性，同時微帶濾波 器具有體積小，重量輕的特點。
對于半波長諧振器式耦合微帶濾波器，其電路基本構成一般為 信號的輸入微帶、輸出微帶、多個產生諧振耦合的微帶諧振器，諧振 器的有效長度為中心頻率的半波長，多極諧振器對相應頻率電磁波的 激勵和耦合傳輸作用而最終達到對微波信號的過濾處理。目前有多種 成熟的設計結構方案以適應不同的技術要求
附圖1為典型的半波長諧振器平行耦合型之帶通濾波器 (parallel-coupled, half-wave resonator filter)。
附圖2為典型的發夾式半波長諧振器(hairpin-resonator)之帶 通濾波器，請參考E. G. Cristal and S. Frankel， "Hairpin-line and Hybrid Hairpin-Line/Half-Wave Parallel-Coupled-Line Filters", IEEE Trams. MTT， vol. MTT-20， pp. 719-728， (November 1972)， 這種結構可以近似看作附圖1所示結構的變形，其每個諧振器的有效 長度仍為半波長。在此設計結構中，濾波器里的諧振器方向是上、下 交替輪換，這種結構使得諧振器間有很強的耦合效應，適合制作寬帶的濾波器，若用于制作窄帶濾波器、則濾波器會需要相當大的空間；
附圖3為另一種發夾式諧振器之濾波器結構，請詳見于M. Sagawa， K. Takahashi， and M. Makimoto， "Miniaturized Hairpin Resonator Filters and their Application to Receiver Front—End MIC's"， IEEE Trams. MTTvol. 37， pp. 1991-1997 (December 1998)，此種設計結構 中，諧振器開口的前端被縮短、且產生很強的電容效應，諧振器顯示 出半塊狀(semi-lumped)性質、即上端(開口端)顯出電容性效應， 下端顯出電感性效應。這種濾波器結構的諧振器方向都是同向，為了 縮短整個諧振器長度，可以將諧振器的電容部分增大、而將電感部分 縮小，但它的品質因子(Q值)就會隨著這樣的調整而降低；
發明內容
本實用新型的目的在于設計一種新型結構的微帶諧振器及由其構 成的濾波器。諧振器采用微帶梳狀結構，由其構成的濾波器具有較小 的體積，極高的頻率選擇性，極高的帶外抑制能力等特點，適合使用 具有高品質因子的高溫超導薄膜制作高溫超導濾波器。
本實用新型提出的一種梳狀結構微帶諧振器，由一條折疊排列的 微帶線組成，其特征在于微帶線折疊排列成整體的梳狀結構形式。
上述所說的梳狀結構微帶諧振器的微帶線中間部分構成梳狀結構 的梳體，兩個端口部分折疊排列成梳齒。
上述所說的梳狀結構微帶諧振器的微帶線兩個端口位于梳狀結構 的中間或中間偏側。
上述所說的梳狀結構微帶諧振器的微帶線兩個端口方向可以相 同，可以相反，也可以相對。
上述所說的梳狀結構微帶諧振器的微帶線梳齒的齒數不少于2個。
本實用新型提出的一種基于上述梳狀結構微帶諧振器所構成的濾 波器，其特征在于它是由輸入微帶、輸出微帶和多個梳狀結構微帶諧 振器組成。
上述所說的濾波器中之梳狀結構微帶諧振器依次平行排列，其諧 振器的方向可以上下交替，可以為同一方向，可以排列成整體為旋轉 對稱結構，也可以排列成整體為線性對稱結構。
上述所說的濾波器中之輸入微帶、輸出微帶各自與最鄰近的梳狀 結構微帶諧振器可以為直接激勵關系，也可以為耦合激勵關系。上述所說的濾波器可用金屬薄膜制作，也可以使用具有高品質因 子的高溫超導薄膜制作。
本實用新型的優越性在于1、梳狀結構微帶諧振器構成的濾波器 具有很好的頻率選擇性和阻帶抑制特性；2、可以縮小諧振器的尺寸， 使濾波器結構更加緊湊；3、減弱了非相鄰諧振器間的寄生耦合，使電 路設計和調整更簡單；4、本實用新型不僅可以用于傳統的平面型普 通金屬微帶濾波器，也適用于制造具有高品質因子的高溫超導濾波器。
附圖1為現有典型的半波長諧振器平行耦合型濾波器結構示意圖。
附圖2為現有典型的發夾式半波長諧振器之濾波器結構示意圖， 其中發夾式諧振器的方向交替呈現相反方向。
附圖3為現有半塊狀(semi-lu即ed)發夾式諧振器之濾波器結構 示意圖。
附圖4為本實用新型所涉不同端口位置的梳狀結構微帶諧振器的 結構示意圖。
附圖5為本實用新型所涉不同端口方向的梳狀結構微帶諧振器的 結構示意圖。
附圖6為本實用新型所涉一種基于梳狀結構微帶諧振器所構成的 輸入輸出采用直接激勵的6階濾波器結構示意圖。
附圖7為本實用新型所涉一種基于梳狀結構微帶諧振器所構成的 輸入輸出采用耦合激勵的6階濾波器結構示意圖。
附圖8為本實用新型所涉一種基于梳狀結構微帶諧振器所構成的 輸入輸出采用直接激勵的6階濾波器的頻率特性圖。
其中10為諧振器平行耦合型濾波器，11為耦合諧振器，12為 信號輸入微帶，13為信號輸出微帶；20為發夾式諧振器之濾波器， 21為發夾式諧振器，22為信號輸入微帶，23為信號輸出微帶，24為 發夾式諧振器的開口端，25為發夾式諧振器的轉折端；30為半塊狀 (semi-lumped)式諧振器之濾波器，31為半塊狀諧振器，32為信號 輸入微帶，33為信號輸出微帶，34為半塊狀諧振器的開口端(電容效 應端)，35為半塊狀諧振器的轉折端(電感效應端)；40為微帶線兩端 位于中間的梳狀結構微帶諧振器，41為微帶線中間構成的梳體，42為微帶線兩端折疊成的梳齒，43a、 43b為微帶線的兩個端頭，44為微帶 線兩端位于中間偏側的梳狀結構諧振器；51為兩端口向上的梳狀結構 諧振器，52為兩端口向下的梳狀結構諧振器，53為兩端口相反的梳狀 結構諧振器，54為兩端口相對的梳狀結構諧振器；60為直接激勵型6 階濾波器，61為信號輸入微帶，62為信號輸出微帶，63為相鄰諧振 器間的間隙；70為耦合激勵型6階濾波器，71為信號輸入微帶，72 為信號輸出微帶，73為相鄰諧振器間的間隙；80為直接激勵型6階梳 狀結構濾波器的頻率特性，81為濾波器的頻率響應S21曲線，82為濾 波器的頻率響應Sll曲線。 具體實施方式
實施例l:本實用新型提出的一種梳狀結構微帶諧振器40，由一 條折疊排列的微帶線組成，其特征在于微帶線折疊排列成整體的梳狀 結構形式。
上述所說的梳狀結構微帶諧振器40的微帶線中間構成梳狀結構 的梳體41 ，兩個端口部分折疊排列成梳齒42 。
上述所說的梳狀結構微帶諧振器40的微帶線兩個端口 43a、 43b 位于梳狀結構的中間。
上述所說的梳狀結構微帶諧振器40的微帶線兩個端口 43a、 43b 方向相同。
上述所說的梳狀結構微帶諧振器40的微帶線梳齒42的齒數不少 于2個。
本實用新型提出的一種基于上述梳狀結構微帶諧振器40所構成 的濾波器60，其特征在于它是由輸入微帶61、輸出微帶62和多個梳 狀結構微帶諧振器40組成。
上述所說的濾波器60中之梳狀結構微帶諧振器40依次平行排列， 其諧振器40的方向為同一方向，排列成整體為線性對稱結構。
上述所說的濾波器60中之輸入微帶61、輸出微帶62各自與最鄰 近的梳狀結構微帶諧振器40為直接激勵關系。
上述所說的濾波器60使用具有高品質因子的高溫超導薄膜制作。
實施例2:上述所說的濾波器70之輸入微帶71、輸出微帶72各 自與最鄰近的梳狀結構微帶諧振器40為耦合激勵關系。
權利要求1、一種梳狀結構微帶諧振器，由一條折疊排列的微帶線組成，其特征在于微帶線折疊排列成整體的梳狀結構形式。
2、 根據權利要求1所說的一種梳狀結構微帶諧振器，其特征在于 所說的微帶線中間部分構成梳狀結構的梳體，兩個端口部分折疊排列 成梳齒。
3、 根據權利要求1所說的一種梳狀結構微帶諧振器，其特征在于 所說的微帶線兩個端口位于梳狀結構的中間或中間偏側。
4、 根據權利要求1所說的一種梳狀結構微帶諧振器，其特征在于 所說的微帶線兩個端口方向可以相同，可以相反，也可以相對。
5、 根據權利要求1所說的一種梳狀結構微帶諧振器，其特征在于 所說的微帶線梳齒的齒數不少于2個。
6、 一種基于如權利要求1所說的梳狀結構微帶諧振器所構成的濾 波器，其特征在于它是由輸入微帶、輸出微帶和多個梳狀結構微帶諧 振器組成。
7、 根據權利要求6所說的一種基于如權利要求1所說的梳狀結構 微帶諧振器所構成的濾波器，其特征在于所說的濾波器中之梳狀結構 微帶諧振器依次平行排列，其諧振器的方向可以上下交替，可以為同 一方向，可以排列成整體為旋轉對稱結構，也可以排列成整體為線性 對稱結構。
8、 根據權利要求6所說的一種基于如權利要求1所說的梳狀結構 微帶諧振器所構成的濾波器，其特征在于所說的濾波器中之輸入微帶、 輸出微帶各自與最鄰近的梳狀結構微帶諧振器可以為直接激勵關系， 也可以為耦合激勵關系。
9、 根據權利要求6所說的一種基于如權利要求1所說的梳狀結構 微帶諧振器所構成的濾波器，其特征在于所說的濾波器可用金屬薄膜 制作，也可以使用具有高品質因子的高溫超導薄膜制作。
專利摘要本實用新型提出的一種梳狀結構微帶諧振器及其構成的濾波器，其特征在于本梳狀結構微帶諧振器由一條折疊排列的微帶線組成，微帶線折疊排列成整體的梳狀結構形式；濾波器是由輸入微帶、輸出微帶和多個梳狀結構微帶諧振器組成；本實用新型的優越性在于梳狀結構可以縮小諧振器的尺寸，結構更加緊湊，減弱了非相鄰諧振器間的寄生耦合，使電路設計和調整更簡單，同時構成的濾波器具有很好的頻率選擇性和阻帶抑制特性，本實用新型不僅可以用來制作高性能的高溫超導濾波器，也適用于制作傳統的平面型金屬微帶濾波器。
文檔編號H01P7/08GK201307634SQ200820142780
公開日2009年9月9日 申請日期2008年10月29日 優先權日2008年10月29日
發明者馮繼東, 偉 劉, 鈞 孫, 季來運, 李演奇, 朗 王, 王金明, 許開維 申請人:海泰超導通訊科技(天津)有限公司