減小諧振器之間寄生耦合的方法以及濾波器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及微波技術，尤其涉及一種減小諧振器之間寄生耦合的方法以及濾波 器。
【背景技術】
[0002] 在微波接收系統的前端，通常使用濾波器抑制不要的信號頻率，并使需要的信號 頻率通過。其中，濾波器是由諧振器組成的，根據諧振器的個數不同可以組成不同階數的濾 波器。
[0003] 根據作用不同，濾波器可以分為低通濾波器、高通濾波器以及帶通濾波器等，其 中，帶通濾波器（band-passfilter)是一個允許特定頻段的微波通過，同時屏蔽其他頻段 微波的設備。對于帶通濾波器的設計，現有技術采用如下步驟：首先，獲取理論耦合矩陣，例 如：圖1所示的8階準橢圓函數濾波器對應的理論耦合矩陣；然后，根據理論耦合矩陣確定 各個諧振器之間的耦合系數；最后，得到最終的濾波器圖形。
[0004] 有關理論指出，諧振器之間的耦合分為電耦合和磁耦合兩種，這兩種耦合的極性 相反，它們共同作用成總的耦合，如果電耦合比磁耦合大，則總的耦合顯電性；反之，如果磁 耦合比電耦合大，則總的耦合顯磁性。如果定義一種耦合的符號為正，則另外一種耦合的符 號為負。不失一般性，這里我們定義磁耦合的符號為正，則電耦合的符號為負，則總的耦合 系數如下公式（1)所示：
[0005] M=Mm-Me (1)
[0006] 其中，M為總的耦合系數，Mm為磁耦合系數，ME為電耦合系數。如果電耦合比磁耦 合大，則總的耦合顯電性，M為負值；反之，如果磁耦合比電耦合大，則總的耦合顯磁性，M為 正值。這里的正負就對應于耦合矩陣中的元素的正負。
[0007] 理論耦合矩陣為NXN階的實數對稱矩陣，其中第i行第j列的元素mij(i尹j)為 第i個諧振器與第j個諧振器之間的歸一化耦合系數，第i行第i列的元素為第i個諧 振器偏離中心頻率的歸一化偏移量。其中與滿足如下公式（2)的關系：
[0008]
(2)
[0009] 其中，FBW為相對帶寬，為第i個諧振器與第j個諧振器之間的總的耦合系數。 根據公式（2)可知，FBW越小，對歸一化耦合系數11^的影響就越大。
[0010] 在理論耦合矩陣中很多元素都為〇,例如：圖1中的m13，m14，m15都為0,這說明諧振 器1和3,1和4,1和5之間是應該沒有耦合的。但是在實際的濾波器設計過程中，由于布線 或器件特性等因素的影響，這些本應無耦合的諧振器之間是有耦合的，我們稱之為寄生耦 合（parasiticalcoupling)。寄生稱合的出現破壞了原有的稱合矩陣的形式，大大降低了 濾波器的性能。例如：在圖1所示的理論耦合矩陣的％ 5中加入一個很小的非零參量〇. 05， 則圖1所示的理論耦合矩陣就會變成如圖2所示，根據圖3和圖4所示的濾波器傳輸曲線 可以很明顯地看出，存在寄生耦合的濾波器性能明顯降低了。
【發明內容】
[0011] 本發明的實施例提供一種減小諧振器之間寄生耦合的方法以及濾波器，能夠減小 甚至消除諧振器之間的寄生耦合，從而達到保證濾波器性能的目的。
[0012] 一方面，提供一種減小諧振器之間寄生耦合的方法，包括：當諧振器之間存在寄生 耦合時，獲取所述寄生耦合的總耦合值以及耦合特性，其中，所述耦合特性包括：磁耦合或 者電耦合；根據所述總耦合值以及耦合特性設計寄生耦合抵消器件；將所述寄生耦合抵消 器件接入所述諧振器之間，以減小所述寄生耦合。
[0013] 進一步地，所述根據所述總耦合值以及耦合特性設計寄生耦合抵消器件包括：根 據所述寄生耦合的總耦合值以及預先設置的誤差閾值，確定所述寄生耦合抵消器件的總耦 合值；根據所述寄生耦合的耦合特性，確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與所述寄生耦合的耦合特性相反；根據所述寄生耦合抵消器 件的總耦合值和耦合特性設計所述寄生耦合抵消器件。
[0014] 進一步地，所述誤差閾值為0。
[0015] 進一步地，所述根據所述寄生耦合抵消器件的總耦合值和耦合特性設計所述寄生 耦合抵消器件為：根據所述寄生耦合抵消器件的總耦合值和耦合特性設計所述寄生耦合抵 消器件的物理參數。
[0016] 進一步地，所述寄生耦合抵消器件為耦合線。
[0017] 另一方面，提供一種濾波器，由兩個以上諧振器組成，當所述諧振器之間存在寄生 耦合時，產生寄生耦合的諧振器之間還包括寄生耦合抵消器，其中，所述寄生耦合抵消器根 據所述寄生耦合的總耦合值以及耦合特性設計獲得。
[0018] 進一步地，所述濾波器為機械濾波器。
[0019] 進一步地，所述機械濾波器包括：微帶濾波器、介質濾波器、腔體濾波器或者同軸 濾波器。
[0020] 本發明實施例提供的減小諧振器之間寄生耦合的方法以及濾波器，在產生寄生耦 合的諧振器之間引入了寄生耦合抵消器件，從而有效地減小了諧振器之間的寄生耦合，解 決了現有技術諧振器之間存在寄生耦合而導致濾波器性能下降的問題。并且，由于本發明 引入了寄生耦合抵消器件，在諧振器距離很近的時候就可以減小寄生耦合，不需要增加諧 振器之間的距離，使得設計的濾波器結構更緊湊。
【附圖說明】
[0021] 為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以 根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0022] 圖1為采用現有技術提供的方法獲取的8階準橢圓函數濾波器對應的理論耦合矩 陣；
[0023] 圖2為圖1所示的理論耦合矩陣存在寄生耦合時的耦合矩陣；
[0024] 圖3為根據1所示的理論耦合矩陣設計的濾波器的傳輸曲線圖；
[0025] 圖4為根據圖2所示的耦合矩陣設計的濾波器的傳輸曲線圖；
[0026] 圖5為本發明實施例提供的減小諧振器之間寄生耦合的方法流程圖；
[0027] 圖6為圖5所示的減小諧振器之間寄生耦合的方法中步驟502的流程圖；
[0028] 圖7為現有技術提供的微帶線諧振器的截面圖；
[0029] 圖8為本發明一個實施例中產生寄生耦合的諧振器結構示意圖；
[0030] 圖9為圖8所示的諧振器的耦合曲線；
[0031] 圖10為采用本發明實施例提供的減小諧振器之間寄生耦合的方法消除圖8所示 的諧振器之間的寄生耦合的示意圖；
[0032] 圖11為圖10對應的諧振器之間的耦合曲線；
[0033] 圖12為本發明另一實施例中產生寄生耦合的諧振器結構示意圖；
[0034] 圖13為圖12所示的諧振器的耦合曲線；
[0035] 圖14為采用本發明實施例提供的減小諧振器之間寄生耦合的方法消除圖12所示 的諧振器之間的寄生耦合的示意圖；
[0036] 圖15為圖14對應的諧振器之間的耦合曲線。
【具體實施方式】
[0037] 下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于 本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0038] 為解決諧振器之間存在寄生耦合導致濾波器性能下降的問題，本發明實施例公開 了一種減小諧振器之間寄生耦合的方法。
[0039] 如圖5所示，本發明實施例提供的減小諧振器之間寄生耦合的方法，包括：
[0040] 步驟501，當諧振器之間存在寄生耦合時，獲取寄生耦合的總耦合值以及耦合特 性，其中，耦合特性包括：磁耦合或者電耦合。
[0041] 步驟502,根據步驟501獲取的總耦合值以及耦合特性設計寄生耦合抵消器件。
[0042] 進一步地，如圖6所示，步驟502具體可以包括：
[0043] 步驟5021，根據寄生耦合的總耦合值以及預先設置的誤差閾值，確定寄生耦合抵 消器件的總耦合值。
[0044] 在本實施例中，可以根據實際需求設置誤差閾值，進一步地，可以將誤差閾值設置 為0,則此時寄生耦合抵消器件的總耦合值與寄生耦合的總耦合值相等。
[0045] 步驟5022,根據寄生耦合的耦合特性，確定寄生耦合抵消器件的耦合特性，其中， 寄生耦合抵消器件的耦合特性與寄生耦合的耦合特性相反。
[0046] 步驟5023,根據寄生耦合抵消器件的總耦合值和耦合特性設計寄生耦合抵消器 件。具體地，步驟5023是根據寄生耦合抵消器件的總耦合值和耦合特性設計寄生耦合抵消 器件的物理參數。
[0047] 步驟503,將寄生耦合抵消器件接入諧振器之間，以減小寄生耦合。
[0048] 需要說明的是，以上圖5和6所述的減小諧振器之間寄生耦合的方法中，寄生耦合 抵消器件具體為耦合線，當然，在實際的使用過程中，寄生耦合抵消器件還可以為其他形式 的物理器件，此處不再一一贅述。
[0049] 本發明實施例提供的減小諧振器之間寄生耦合的方法，在產生寄生耦合的諧振器 之間引入了寄生耦合抵消器件，從而有效地減小了諧振器之間的寄生耦合，解決了現有技 術諧振器之間存在寄生耦合