一种带宽可控的双频螺旋腔滤波器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及腔体滤波器的技术领域，特别涉及一种带宽可控的双频螺旋腔滤波器。
【背景技术】
[0002]随着数据通信和多媒体业务需求的发展，特别是对多制式和高质量通信的迫切需求，各种通信标准以及新的技术正不断地被提出，从早期的GSM、CDMA, WCDMA到现在的TD-SCDMA, WLAN、WiMAX, UWB、LTE。双频无线通信系统在这种情况下应运而生，微波双频带通滤波器是是用一个双频段单元来处理两个波段的信号，其功能就是传输所需的双频信号而抑制不需要的频率信号的传输。采用具有单端口输入单端口输出的双频段滤波器可以大大降低系统体积，提高系统可靠性，实现高质量通信。
[0003]在实际工业生产中，最常用的是腔体滤波器，因为它具有更高的功率容量。同轴腔体滤波器是一种具有极小的色散的腔体滤波器，因而通过的信号几乎不会产生畸变。在众多种同轴腔体滤波器中，螺旋腔滤波器因其小尺寸的特点，而成为极具市场竞争力的产品。但是采用螺旋腔实现双频滤波器是一大难点，另外两个通带的带宽可控一直是双频滤波器设计中的一个难点。由于这两个难点，目前还没有带宽可控的双频螺旋腔滤波器的文章或是相关报道。
[0004]比如，1998年，S.J.Fiedziuszko和R.S.Kwok在本技术领域顶级会议"Internat1nal Microwave Symposium Digest"上发表题为"Novel helical resonatorfilter structures"的文章，使用螺旋同轴腔设计了一个单频双腔双模带通滤波器，如附图1(a)及(b)所示。该谐振器为二分之波长的螺旋线圈缠绕高介电常数介质，虽然一方面可以进一步减小腔体尺寸，另一方面便于二分之波长螺旋线圈的固定，但是并未公开关于非均匀螺距的螺旋谐振器的设计思路，同时该文章中公开的滤波器也并非双频滤波器。
[0005]又比如，2000年，Guangping Zhou在本技术领域顶级会议"Antennas andPropagat1n Society Internat1nal Symposium"上发表题为 〃A non-uniform pitchdual band helix antenna〃的文章，如下图2 (a)及(b)所示。其采用两种不同螺距的螺旋谐振器设计了不同频率比的双频天线，但该滤波器并未设计带宽可控的双频螺旋腔滤波器概念。
[0006]再如，专利申请号为201020585419.5，专利名称为一种带宽可控的双频微带滤波器公开的滤波器，具体结构如图3(a)及(b)所示。当滤波器的第二通带工作时，内嵌的U型半波长谐振器工作，输入输出端口线和U型半波长谐振器直接相连，形成抽头耦合，抽头位置决定了第二通带的外部品质因数，谐振器间的耦合缝隙决定第二通带的耦合系数。而在第一通带工作时，U型半波长谐振器不谐振而被视为馈线，经缝隙耦合给短路枝节加载谐振器馈电，其缝隙决定第一通带的外部品质因数，短路枝节长度决定第一通带的耦合系数。该专利公开的滤波器采用的是微带结构，并未公开关于螺旋腔结构的带宽可控双频滤波器的概念。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出了一种带宽可控的双频螺旋腔滤波器，该滤波器通过采用非均匀螺距结构实现了双频带滤波器频率可控，通过新型馈电结构和新型耦合结构实现了带宽可控。
[0008]本发明的目的通过下述技术方案实现:
[0009]一种带宽可控的双频螺旋腔滤波器，包括滤波器谐振腔以及同时用于输入和输出端口的第一射频接头3-a与第二射频接头3-b，所述滤波器谐振腔由第一谐振腔体Ι-a、第二谐振腔体l_b和耦合窗5组成，其中所述耦合窗5位于所述第一谐振腔体Ι-a和所述第二谐振腔体l_b之间，用于隔开上述两个腔体；
[0010]所述第一谐振腔体ι-a内装载有第一馈电装置7-a和第一螺旋谐振器2-a，其中所述第一馈电装置7-a通过第一同轴内导体连接馈线6-a与设置在所述第一谐振腔体l_a外壁的第一射频接头3-a连接，其中所述第一螺旋谐振器2-a通过第一接地底座4_a固定在所述第一谐振腔体l_a内壁；
[0011]所述第二谐振腔体ι-b内装载有第二馈电装置7-b和第二螺旋谐振器2-b，其中所述第二馈电装置7-b通过第二同轴内导体连接馈线6-b与设置在所述第二谐振腔体Ι-b外壁的第二射频接头3-b连接，其中所述第二螺旋谐振器2-b通过第二接地底座4-b固定在所述第二谐振腔体l_b内壁。
[0012]进一步的，所述耦合窗5包括左半耦合窗和右半耦合窗，其中所述左半耦合窗包括第一窗口 10，其中所述右半耦合窗包括上下并排的第二窗口 11和第三窗口 12。
[0013]进一步的，所述第一窗口 10、第二窗口 11和第三窗口 12均为矩形窗口。
[0014]进一步的，所述第一螺旋谐振器2-a与第二螺旋谐振器2-b均为所在谐振腔体的四分之一波长螺旋谐振器。
[0015]进一步的，所述第一谐振腔体l_a与第二谐振腔体l_b、所述第一射频接头3_a与第二射频接头3-b、所述第一馈电装置7-a与第二馈电装置7-b、所述第一同轴内导体连接馈线6-a与第二同轴内导体连接馈线6-b、所述第一螺旋谐振器2-a与第二螺旋谐振器2_b以及所述第一接地底座4-a与第二接地底座4-b均以所述耦合窗5的中心面镜像对称设置。
[0016]进一步的，所述第一馈电装置7-a与第二馈电装置7-b均为阶跃阻抗结构的矩形親合片;
[0017]其中所述第一馈电装置7-a包括位于所述第一同轴内导体连接馈线6-a上方的第一低阻抗矩形耦合片8-a和位于所述第一同轴内导体连接馈线6-a下方的第一高阻抗矩形耦合片9-a，并且所述第一高阻抗矩形耦合片9-a的宽度小于所述第一低阻抗矩形耦合片8—a ；
[0018]其中所述第二馈电装置7-b包括位于所述第二同轴内导体连接馈线6-b上方的第二低阻抗矩形耦合片8-b和位于所述第二同轴内导体连接馈线6-b下方的第二高阻抗矩形耦合片9-b，并且所述第二高阻抗矩形耦合片9-b的宽度小于所述第二低阻抗矩形耦合片8-b。
[0019]进一步的，所述第一螺旋谐振器2-a与第二螺旋谐振器2-b均由两段螺旋圈构成，
[0020]其中，分别靠近第一接地底座4-a与第二接地底座4-b的螺旋圈的螺距大于另一段螺旋圈的螺距。
[0021]进一步的，所述螺旋圈均为每段3匝。
[0022]本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果:
[0023]1、本发明公开的螺旋腔双频滤波器克服现有的螺旋腔双频滤波器无法实现带宽可控的问题，通过新型馈电结构和耦合结构实现了可控带宽的双频特性。
[0024]2、本发明提出的带宽可控双频螺旋腔滤波器，克服现有技术的缺点与不足，具有带宽可控、小型化、低色散、高选择性、高功率容量、高Q值、设计和加工简单等特点。
[0025]3、本发明提出的带宽可控双频滤波器，具有较高选择性，可以满足实际多种通信要求。
【附图说明】
[0026]图1 (a)是现有技术I中螺旋腔谐振器的结构图；
[0027]图1 (b)是利用现有技术I中谐振器设计的滤波器的频率响应；
[0028]图2(a)是现有技术2中采用非均匀螺距结构的双频天线的结构图；
[0029]图2 (b)是利用现有技术2中非均匀螺距结构双频天线的滤波器的频率响应；
[0030]图3(a)是现有技术3中带宽可控双频带微带滤波器的结构图；
[0031]图3 (b)是现有技术3中滤波器的频率响应；
[0032]图4是本实施例中带宽可控的双频螺旋腔滤波器的立体结构图；
[0033]图5是本实施例中带宽可控的双频螺旋腔滤波器的剖视图；
[0034]图6(a)是本实施例中第一馈电装置的立体结构图；
[0035]图6(b)是本实施例中第一馈电装置的侧视图；
[0036]图6(c)是本实施例中第一馈电装置的俯视图；
[0037]图6(d)是本实施例中第一馈电装置的正视图；